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UNIVERSIDAD AUTONOMA METROPOLITANA
UNIDAD IZTAPALAPA
DIVISION DE CIENCIAS BIOLOGICAS Y DE LA SALUD
EVALUACION DE LA PENCA DE MAGUEY COMO FUENTE DE
CARBONO DE BACTERIAS ACIDO LACTICAS TERMOTOLERANTES
Y SU EFECTO EN UN BATIDO CÁRNICO
T E S I S
PARA OBTENER EL DIPLOMA DE
ESPECIALIDAD EN BIOTECNOLOGÍA
P R E S E N T A
I.A. BERENICE ISAURA CASTILLEJOS GÓMEZ
D I R E C T O R E S
DRA. MARIA DE LOURDES PÉREZ CHABELA
DR. ALFONSO TOTOSAUS SANCHEZ
MÉXICO, DISTRITO FEDERAL MARZO, 2013
Evaluación de la harina de penca de maguey como fuente de carbono sobre de bacterias ácido lácticas termotolerantes y su efecto en un batido cárnico
2
Al Instituto de Ciencia y Tecnología del Distrito Federal (ICyTDF) por el apoyo
brindado para la realización del proyecto: PICS011-21 “Aprovechamiento de
subproductos agroindustriales como fuente de fibra y su posible utilización como
prebióticos en productos cárnicos”.
Evaluación de la harina de penca de maguey como fuente de carbono sobre de bacterias ácido lácticas termotolerantes y su efecto en un batido cárnico
3
El jurado designado por la División de Ciencias Biológicas y de la Salud de la unidad
Iztapalapa aprobó la comunicación de resultados
“Evaluación de la penca de maguey como fuente de carbono de bacterias ácido
lácticas termotolerantes y su efecto en un batido cárnico”
Que presentó
BERENICE ISAURA CASTILLEJOS GÓMEZ
El día del mes de marzo del 2013
Comité tutorial:
Directora: Dra. Ma. de Lourdes Pérez Chabela ___________________________
Universidad Autónoma Metropolitana-Iztapalapa
Director: Dr. Alfonso Totosaus Sánchez ___________________________
Tecnológico de Estudios Superiores de Ecatepec
Lector: Dr. Héctor Bernardo Escalona Buendía ___________________________
Universidad Autónoma Metropolitana-Iztapalapa
Evaluación de la harina de penca de maguey como fuente de carbono sobre de bacterias ácido lácticas termotolerantes y su efecto en un batido cárnico
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Evaluación de la harina de penca de maguey como fuente de carbono sobre de bacterias ácido lácticas termotolerantes y su efecto en un batido cárnico
5
AGRADECIMIENTOS
A la Universidad Autónoma Metropolitana-Iztapalapa, por brindarme todas las
herramientas necesarias para realizar con éxito estos estudios de posgrado.
Al Laboratorio de Bioquímica de Macromoléculas S-130, porque en él se encuentra
un espacio para investigar, descubrir y desarrollar cada una de nuestras habilidades.
A la Dra. Ma. de Lourdes Pérez Chabela, por abrirme las puertas a este mundo de la
investigación, por motivarme a continuar con mis estudios, por su dedicación y
entrega, pero sobre todo, gracias por confiar en mí.
Al Dr. Alfonso Totosaus, por sus sugerencias, por su apoyo en la parte del análisis
experimental y por la ayuda recibida en la revisión, que hacen que mejore la calidad
de esta tesis.
Al Dr. Héctor Escalona, por su apoyo y por tener las puertas abiertas de su
laboratorio, por su revisión crítica y minuciosa, por mostrarme mis errores y darme su
ayuda para la corrección de los mismos.
A Geovana Fuentes, por estar conmigo en las buenas y no tan buenas, por
apoyarme y siempre cuestionarme en cada momento, haciendo reflexionar y tomar la
mejor decisión, gracias amiga por estar y sacar el potencial que hay en mí, te quiero
mucho y aquí estoy para una gran amiga.
A Juana Chaparro, por tu amistad, por tu apoyo, cada cosa que pasamos en la
realización de este proyecto, lo atesoro en mi corazón, sabes que te quiero mucho y
que cuentas conmigo.
A Juan Díaz, primeramente por brindarme tu apoyo en cada momento, eres una
persona excepcional, gracias por cada uno de los consejos, no los guardo en saco
roto, gracias por tu amistad, eres un gran amigo y un ejemplo a seguir.
A todas las personas que sin saberlo formaron parte de este proyecto……GRACIAS!
Evaluación de la harina de penca de maguey como fuente de carbono sobre de bacterias ácido lácticas termotolerantes y su efecto en un batido cárnico
6
DEDICATORIAS
Primeramente dedico este trabajo a Dios, por darme entendimiento y sabiduría,
fuerzas para seguir adelante y levantarme con entusiasmo, porque nunca apartaste
tu mano de mí y creo que no lo harás.
A mi mamá, por tu amor, comprensión, confianza, eres mi ejemplo de superación,
por ti es que día a día lucho por ser mejor, gracias por soportar mis malos ratos y
darme palabras y tu abrazo para seguir adelante, eres una gran mujer, te quiero
muchísimo.
A mi abuelita, por tus llamadas de atención y tus consejos, recordándome siempre
que todo se logra a base de esfuerzo y dedicación, haciendo con ganas lo que
anhelo, te quiero mucho mamita.
A mis hermanos Gonzalo y Samuel, por estar conmigo y mostrarme las capacidades
que tiene cada uno, por compartir conmigo tristezas, risas, juegos, quiero que sepan
que su hermana los quiere mucho y que aquí estoy en lo que necesiten.
A mi basta familia, que no terminaría de nombrar, a mis tías, tíos, primas y primos,
gracias a cada uno de ustedes por preguntar por esta chamaca, a todos y cada uno
los llevo en mi corazón y este trabajo es para ustedes, sigamos adelante logrando
cada una de nuestras metas.
A mis compañeras del laboratorio, pero ahora amigas, Rosy, Violeta, Arisaí, muchas
gracias chicas por sus palabras, consejos, apoyo y amistad, la verdad no todos
tienen la fortuna de conocer a tan gratas personas y a mí se me dio esa oportunidad,
las quiero.
A tí por estar conmigo…
Berenice
Evaluación de la harina de penca de maguey como fuente de carbono sobre de bacterias ácido lácticas termotolerantes y su efecto en un batido cárnico
7
Contenido
RESUMEN ............................................................................................................................ 11
ABSTRACT........................................................................................................................... 12
INTRODUCCION .................................................................................................................. 13
ANTECEDENTES ................................................................................................................. 14
Alimentos funcionales ....................................................................................................... 14
Definición ....................................................................................................................... 14
Probióticos ........................................................................................................................ 16
Definición ....................................................................................................................... 16
Características ............................................................................................................... 17
Mecanismos de acción .................................................................................................. 18
Prebióticos ........................................................................................................................ 19
Definición ....................................................................................................................... 19
Características ............................................................................................................... 20
Tipos de prebióticos ....................................................................................................... 20
Bacterias Ácido Lácticas (BAL) ......................................................................................... 22
Características de las bacterias lácticas ........................................................................ 22
Clasificación de las bacterias lácticas ............................................................................ 23
Metabolitos producidos por bacterias lácticas ................................................................ 24
Termoresistencia de las bacterias acido lácticas ........................................................... 25
Fibra .................................................................................................................................. 27
Definición ....................................................................................................................... 27
Clasificación de la fibra .................................................................................................. 28
Estudios sobre la utilización de fibra .............................................................................. 30
Subproductos agroindustriales .......................................................................................... 33
Penca de maguey ............................................................................................................. 33
OBJETIVOS.......................................................................................................................... 35
General ............................................................................................................................. 35
Específicos .................................................................................................................... 35
JUSTIFICACION ................................................................................................................... 36
MATERIAL Y MÉTODOS...................................................................................................... 37
Evaluación de la harina de penca de maguey como fuente de carbono sobre de bacterias ácido lácticas termotolerantes y su efecto en un batido cárnico
8
PRIMERA PARTE ............................................................................................................. 39
Preparación de harina ....................................................................................................... 39
Análisis Bromatológicos .................................................................................................... 39
Determinación de cenizas .............................................................................................. 39
Contenido de humedad .................................................................................................. 39
Determinación de pH ..................................................................................................... 40
Contenido de proteína total ............................................................................................ 40
Contenido de grasa ....................................................................................................... 40
Contenido de fibra total ................................................................................................. 41
Preparación de los batidos cárnicos .................................................................................. 42
Análisis Fisicoquímicos ..................................................................................................... 43
Rendimiento a la cocción ............................................................................................... 43
Análisis de Perfil de Textura (TPA) ................................................................................ 44
Determinación de color .................................................................................................. 44
Determinación de humedad expresable ......................................................................... 45
Contenido de humedad total .......................................................................................... 45
Determinación de pH ..................................................................................................... 45
Estabilidad a la cocción ................................................................................................. 46
Estabilidad a la grasa..................................................................................................... 46
Determinación de pérdida de grasa ............................................................................... 46
Determinación de rancidez oxidativa (TBARS) .............................................................. 47
SEGUNDA PARTE ............................................................................................................ 48
Cuantificación de azúcares totales .................................................................................... 48
Activación de cepas .......................................................................................................... 48
Fermentaciones ............................................................................................................. 48
Determinación de pH ......................................................................................................... 50
Diseño experimental y Análisis de resultados .................................................................... 51
RESULTADOS Y DISCUSION.............................................................................................. 52
Primera parte .................................................................................................................... 52
Análisis Bromatológicos .................................................................................................... 52
Análisis Fisicoquímicos ..................................................................................................... 53
Rendimiento a la cocción ............................................................................................... 53
Evaluación de la harina de penca de maguey como fuente de carbono sobre de bacterias ácido lácticas termotolerantes y su efecto en un batido cárnico
9
Análisis de Perfil de Textura (TPA) ................................................................................ 54
Determinación de color .................................................................................................. 56
Determinación de pH, contenido de humedad total y humedad expresable ................... 58
Estabilidad a la cocción y grasa ..................................................................................... 60
Pérdida de grasa ........................................................................................................... 61
Determinación de rancidez oxidativa (TBARS) .............................................................. 62
Segunda parte ................................................................................................................... 64
Curva de crecimiento y comportamiento de pH ................................................................. 64
Tasa especifica de crecimiento y tiempo de duplicación.................................................... 69
Actividad prebiótica ........................................................................................................... 71
CONCLUSIONES ................................................................................................................. 73
BIBLIOGRAFIA ..................................................................................................................... 74
Evaluación de la harina de penca de maguey como fuente de carbono sobre de bacterias ácido lácticas termotolerantes y su efecto en un batido cárnico
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Índice de Tablas
Tabla 1 .Requisitos esenciales en un probiótico (Davidson y Butler, 2000). .......................... 18
Tabla 2. Características distintivas de los cinco géneros de bacterias ácido lácticas (Silliker y
Elliott, 1980) .......................................................................................................................... 23
Tabla 3. Formulación de batidos cárnicos ............................................................................. 43
Tabla 4. pH y Análisis bromatológicos de la harina de penca de maguey ............................. 52
Tabla 5. Parámetros de textura de los batidos cárnicos ........................................................ 56
Tabla 6. Parámetros de color CIE Lab, de los batidos cárnicos control y harina de penca de
maguey ................................................................................................................................. 58
Tabla 7. pH, Contenido de humedad total y humedad expresable de los batidos cárnicos
control y harina de penca de maguey ................................................................................... 60
Tabla 8. Estabilidad a la cocción y grasa de los batidos cárnicos control y harina de penca de
maguey ................................................................................................................................. 61
Tabla 9. Pérdida de grasa de los batidos cárnicos control y harina de penca de maguey ..... 62
Tabla 10. mg de malonaldehido gastados en los batidos cárnicos control y harina de penca
de maguey ............................................................................................................................ 63
Tabla 11. Tasa específica de crecimiento y tiempo de duplicación de Pediococcus
pentosaceus UAM-22 y Lactobacillus rhamnosus ................................................................. 70
Tabla 12. Actividad prebiótica de Pediococcus pentosaceus UAM-22 y Lactobacillus
rhamnosus ............................................................................................................................ 72
Índice de Figuras
Figura 1. Diagrama de flujo general. ..................................................................................... 38
Figura 2. Rendimiento de los batidos cárnicos elaborados con harina de penca de maguey y
control ................................................................................................................................... 54
Figura 3. Rancidez oxidativa de los batidos cárnicos de los batidos cárnicos con harina de
penca de maguey y control. .................................................................................................. 63
Figura 4. Cinética de crecimiento para Pediococcus pentosaceus UAM-22 con harina de
penca de maguey y glucosa ................................................................................................. 65
Figura 5. Comportamiento del pH para Pediococcus pentosaceus UAM-22 con harina de
penca de maguey y glucosa ................................................................................................. 66
Figura 6. Cinética de crecimiento para Lactobacillus rhamnosus con harina de penca de
maguey ................................................................................................................................. 67
Figura 7. Comportamiento del pH para Lactobacillus rhamnosus con harina de penca de
maguey ................................................................................................................................. 68
Evaluación de la harina de penca de maguey como fuente de carbono sobre de bacterias ácido lácticas termotolerantes y su efecto en un batido cárnico
11
RESUMEN
El objetivo de este trabajo fue evaluar a la harina de penca de maguey como fuente
de carbono de bacterias lácticas termotolerantes y su efecto en un batido cárnico
cocido. Este trabajo se dividió en dos partes. En la primera parte se llevó a cabo el
análisis bromatológico de la harina de penca de maguey, determinando humedad,
pH, cenizas, proteína, grasa, fibra total. Con esta harina se realizaron batidos
cárnicos, un batido sin harina constituyó el control, se almacenaron durante veintiún
días y cada 4 días se realizaron los siguientes análisis fisicoquímicos: rendimiento,
textura, color, pH, humedad total, humedad expresable, estabilidad a la cocción,
estabilidad a la grasa, pérdida de grasa y rancidez oxidativa. Para la segunda etapa
de este estudio se evalúo a la harina de penca de maguey como fuente de carbono
de bacterias ácido lácticas termotolerantes (posible actividad prebiótica), a dos
diferentes concentraciones 0.5% y 1.0%, probando con dos diferentes
microorganismos, Pediococcus pentosaceus (UAM-22) y Lactacillus rhamnosus. Los
resultados obtenidos muestran que la harina de penca de maguey presenta un alto
contenido de fibra, y que al ser introducida en el batido, se disminuye la rancidez,
dureza y humedad expresable de la muestra, no teniendo diferencias significativas
con los otros parámetros. Como fuente de carbono la mejor concentración utilizada
fue al 1.0% y utilizando Pediococcus pentosaceus (UAM 22) obteniendo una fase
exponencial más rápido que con glucosa. Por lo tanto se concluye que la harina de
penca de maguey puede ser utilizada como fuente de fibra y posible prebiótico de
bacterias lácticas termotolerantes en productos cárnicos cocidos.
Evaluación de la harina de penca de maguey como fuente de carbono sobre de bacterias ácido lácticas termotolerantes y su efecto en un batido cárnico
12
ABSTRACT
The aim of this study was to evaluate maguey leaf meal as carbon source for
thermotolerant lactic acid bacteria and their effect on cooked meat batter. This work is
divided into two parts. The first part was to determinate proximate analysis of maguey
leaf flour: moisture, pH, ash, protein, fat, and total fiber. Meat batters were
formulated with maguey leaf flour, and stored twenty days, determining every 4 days
the following physicochemical analysis: performance, texture, color, pH, total
moisture, expressible moisture, cooking stability , stability fat, fat loss and oxidative
rancidity. For the second part, maguey leaf flour was analysed as carbon source for
thermotolerant lactic acid bacteria (possible prebiotic activity) at two different
concentrations 0.5% and 1.0%, with two different microorganisms, Pediococcus
pentosaceus (UAM -22) and Lactacillus rhamnosus. The results showed that the
maguey leaf meal has higher fiber content, decreasing rancidity in meat batters, as
well as hardness and expressible moisture, with no significant differences in the other
parameters. As the carbon source the best concentration was 1.0% with Pediococcus
pentosaceus (UAM 22), obtaining faster exponential phase than glucose. Thus, it is
concluded that the maguey leaf flour can be used as source of prebiotic and fiber for
thermotolerant lactic acid bacteria in cooked meat products.
Evaluación de la harina de penca de maguey como fuente de carbono sobre de bacterias ácido lácticas termotolerantes y su efecto en un batido cárnico
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INTRODUCCION
Las tendencias mundiales de la alimentación en los últimos años indican un
interés acentuado de los consumidores hacia ciertos alimentos, que además del valor
nutritivo aporten beneficios a las funciones fisiológicas del organismo humano. Estas
variaciones en los patrones de alimentación generaron una nueva área de desarrollo
en las ciencias de los alimentos y de la nutrición que corresponden a los alimentos
funcionales.
Aunque no hay una definición reglamentaria de “alimentos funcionales”, éstos
incluyen una gran variedad de alimentos y sus componentes que se cree que
mejoran la salud y el bienestar, reduciendo el riesgo de enfermedades específicas, o
reduciendo al mínimo los efectos de otros problemas de salud.
Los alimentos funcionales son los probióticos, prebióticos y hasta cierto punto
la fibra dietética. Los probióticos son microorganismos que benefician al huésped
mejorando el balance microbiano intestinal. Los prebióticos son ingredientes no
digeribles de alimentos o suplementos que alteran la flora intestinal y estimulan el
crecimiento de bacterias saludables. La fibra dietética es parte de los alimentos
vegetales que son polisacáridos y no son digeridos por las enzimas humanas. El
proceso fisiológico que los probióticos y alimentos funcionales afectan a la flora
intestinal es a través del equilibrio de la microecología intestinal.
Evaluación de la harina de penca de maguey como fuente de carbono sobre de bacterias ácido lácticas termotolerantes y su efecto en un batido cárnico
14
ANTECEDENTES
Alimentos funcionales
Definición
El término de alimento funcional fue introducido por primera vez en Japón a
mediados de la década de los ochenta, para referirse a alimentos procesados a los
cuales se le han adicionado ingredientes como una función específica para el
organismo además de ser nutritivos (Arvanitoyannis y Houwelingen-koukaliaroglou,
2005). Esta definición es muy variable entre países, industrias, así como ambigua
con algunos productos relacionados, tales como nutracéuticos, suplementos
dietéticos, entre muchos otros términos.
Un alimento funcional se puede definir como:
Un alimento que se ha demostrado actúa benéficamente sobre una o más
funciones del cuerpo, más allá de su efecto nutricional, mejorando la salud y
el bienestar y/o reduciendo el riesgo de enfermedad (Ferrer y Dalmau, 2001).
Un alimento similar en apariencia a los alimentos convencionales que es
consumido como parte de una dieta normal cuyos beneficios fisiológicos y/o
reducción del riesgo de enfermedades crónicas ha sido demostrado, además
de sus funciones nutricionales básicas (Arvanitoyannis y Houwlingen-
koukaliaroglou, 2005).
Evaluación de la harina de penca de maguey como fuente de carbono sobre de bacterias ácido lácticas termotolerantes y su efecto en un batido cárnico
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Alimentos procesados los cuales contienen ingredientes que desempeñan
una función específica en las funciones fisiológicas del organismo humano,
más allá de su contenido nutrimental (Alvidrez y col., 2002)
Un alimento, ya sea natural o formulado, que mejora el rendimiento
fisiológico, previene o trata enfermedades y trastornos. Los alimentos
funcionales son aquellos desarrollados para fines de mejorar la salud, así
como para ayudar a tener un mayor rendimiento físico (Wildman, 2007).
Los alimentos funcionales deben contener un componente con un efecto selectivo
sobre una o varias funciones del organismo, cuyos efectos positivos se pueden
justificar como función funcional (fisiológica) o incluso saludable. Los tres requisitos
básicos para ser considerado como alimento funcional incluyen: 1) formulado de
ingredientes derivados de fuentes naturales, 2) consumidos como parte de la dieta
diaria, 3) estar involucrados en la regulación de procesos específicos en el
organismo humano, como lo es el proceso de envejecimiento, prevención de
enfermedades y mejora inmunológica (Jiménez-Colmenero y col., 2001).
Entre los principales alimentos funcionales se pueden incluir a los prebióticos,
probióticos, flavonoides, fitoesteroles, fitoestanoles, péptidos bioactivos por
mencionar algunos.
Evaluación de la harina de penca de maguey como fuente de carbono sobre de bacterias ácido lácticas termotolerantes y su efecto en un batido cárnico
16
Probióticos
Definición
El termino probiótico se deriva del griego y significa “para la vida”. Fue utilizado por
primera vez por Lilly y Stillwell en 1965 para describir “sustancias secretadas por un
microorganismo que estimulan el crecimiento de otro”. Schrenzenmeir y de Vrese
proporcionaron una definición más contemporánea de probiótico en 2001, la
definieron como una “preparación o producto que contiene microorganismos
definidos, viables en número suficiente, que pueden alterar la microflora (mediante
implantación o colonización) en un comportamiento del huésped y con ello ejercer
efectos de salud benéficos para este”.
Los probióticos son alimentos funcionales que se caracterizan por contener
microorganismos vivos. Los mecanismos por los cuales los probióticos ejercen sus
acciones benéficas no son bien conocidas, aunque se postulan como los más
relevantes la producción de lactasa, la modificación del pH intestinal, la producción
de sustancias microbianas, la competición con microorganismos patógenos por sus
receptores, lugares de unión y nutrientes precisos para su desarrollo (Silveira y col.,
2003).
Es esencial que los probióticos permanezcan vivos durante su tránsito por el tracto
gastrointestinal. Lactobacilos y Bifidobacterias potencian la inmunidad, favorecen el
equilibrio de la microflora del colón, incrementan la biodisponibilidad de ciertos
Evaluación de la harina de penca de maguey como fuente de carbono sobre de bacterias ácido lácticas termotolerantes y su efecto en un batido cárnico
17
nutrientes, mejoran el transito y la motilidad intestinal, estimulan la proliferación
celular y elaboran ciertos productos fermentados benéficos (Silveira y col., 2003).
Los probióticos representan un aspecto importante de los alimentos funcionales del
mercado que parece ser cada vez más popular entre los consumidores que buscan
sin prescripción, alternativas que puedan prevenir o tratar una variedad de
enfermedades. Los probióticos son comercializados a los consumidores conscientes
de la salud como una herramienta para prevenir la disfunción intestinal y reforzar sus
mecanismos de defensa innatas, por lo tanto, su uso es cada vez más generalizado
(Gibson y Roberfroid, 2008)
Características
Las características esenciales en todo microorganismo considerado probiótico están
enfocadas en asegurar el paso del mismo por el tracto digestivo para llegar al sitio de
acción y tener un efecto benéfico sobre la flora nativa microbiana, además de la
seguridad de ser utilizados sin la existencia de riesgos potenciales por infecciones
sistémicas, alteración de la actividad metabólica, transferencia de genes y/o
alteración en la inmunomodulación (Barrio, 2006).
En la Tabla 1 se encuentran los requisitos que debe cumplir una bacteria para ser
considerada probiótica (Davidson y Butler, 2000).
Evaluación de la harina de penca de maguey como fuente de carbono sobre de bacterias ácido lácticas termotolerantes y su efecto en un batido cárnico
18
Tabla 1 .Requisitos esenciales en un probiótico (Davidson y Butler, 2000).
In vivo In vitro
1) Resistencia al ácido
2) Resistencia a las sales biliares
3) Adherencia a las células
epiteliales intestinales en el cultivo
4) Unión al moco gastrointestinal.
1) Comparación con microbios
patógenos
2) Actividad bactericida frente a
patógenos
3) Modificar el balance bacteriano
del colon hacia una composición
más favorable.
Mecanismos de acción
Existen varios mecanismos para explicar los efectos benéficos de los compuestos
probióticos sobre la salud. El mecanismo básico es la competencia microbiana. Las
bacterias probióticas pueden competir con las bacterias patógenas por la cantidad
limitada de nutrientes presentes en la luz intestinal y pueden desplazar a los
patógenos en los receptores presentes en la superficie epitelial. Las bacterias
probióticas incrementan la secreción de mucina, la cual bloquea la unión de los
patógenos con los receptores epiteliales (Kappelman y Bousvaros, 2007). Otros
mecanismos que se han citado son: la producción de sustancias antimicrobianas
como son ácido láctico y bacteriocinas, adherencias a la mucosa y coagregación
para formar una barrera que previene la colonización por patógenos (Ehrman y col.,
2002).
Evaluación de la harina de penca de maguey como fuente de carbono sobre de bacterias ácido lácticas termotolerantes y su efecto en un batido cárnico
19
Prebióticos
Definición
En 1995, Gibson y Roberfroid definieron un prebiótico como “ingrediente alimentario
no digestible que afecta benéficamente y selectivamente al huésped estimulando el
crecimiento y/o actividad de uno o un número limitado de bacterias en el colon, y
mejorando así la salud del huésped.” Esta definición consideraba solamente cambios
microbianos en el colón humano, por lo que era considerado oportuno extrapolar esto
en otras áreas que pueden beneficiarse de un alcance selectivo de microorganismos
particulares y proponer una definición actual de prebiótico como un ingrediente
selectivamente fermentado que permite cambios específicos, en la composición y/o
la actividad en la microflora gastrointestinal (Gibson y Roberfroid, 2008).
Estas definiciones han atraído mucho el interés en el campo de la nutrición en la
investigación científica y en el uso de los alimentos. Por lo tanto y durante años, se
ha atribuido la actividad prebiótica a muchos componentes, particularmente
oligosacáridos y polisacáridos (algunas fibras dietéticas), pero a veces sin la
consideración debida a los criterios requeridos. Particularmente debe ser
mencionado que no todas las fibras dietéticas son ciertamente prebióticas (Gibson y
Roberfroid, 2008).
Evaluación de la harina de penca de maguey como fuente de carbono sobre de bacterias ácido lácticas termotolerantes y su efecto en un batido cárnico
20
Características
Dentro de los criterios de clasificación de un ingrediente alimenticio como prebiótico
se encuentran tres que han sido considerados como los más importantes (Gibson y
Roberfroid, 1995):
a) Resistencia a la digestión, capacidad para transitar por el tracto
gastrointestinal si ser digerido o absorbido en la parte superior.
b) Susceptible a la fermentación en el intestino grueso y colón por bacterias
benéficas como Bifidobacterium y Lactobacillus.
c) Alteración de la microflora hacia una composición saludable mediante la
mejora en crecimiento y/o actividad en forma selectiva de bacterias
benéficas dentro del sistema gastrointestinal.
Otra de las características presentes en los probióticos es la absorción de una
variedad de minerales, como pueden ser el calcio, magnesio, hierro y zinc, mediante
la fermentación de ácidos grasos de cadena corta, esto mediante la disminución del
pH del medio y de esta manera solubilizar los minerales (Schoz-Ahrens y col., 2001).
Tipos de prebióticos
Los efectos benéficos de la presencia de microorganismos en el tracto
gastrointestinal dependen de su viabilidad y la actividad que metabolicen, fomentado
principalmente por el tipo de carbohidratos suministrados en el espacio donde la
microflora reside. Dentro de los carbohidratos, existen compuestos que tienen una
conformación desde monomérica hasta polimérica que podrían tener un efecto
Evaluación de la harina de penca de maguey como fuente de carbono sobre de bacterias ácido lácticas termotolerantes y su efecto en un batido cárnico
21
prebiótico, sin embargo, no todos los carbohidratos presentan esta característica
(Kolida y Gibson, 2008).
Los diferentes tipos de prebióticos que pertenecen al grupo de carbohidratos se
pueden obtener tanto de forma natural como los fructanos (inulina) oligosacáridos de
la soya, como rafinosa y estaquiosa por extracción directa del concentrado de soya;
por hidrólisis de polisacáridos, ya sea química o enzimática, o por síntesis química o
enzimática, esta última por transglicosilación y/o hidrólisis inversa usando hidrolasas
y/o glicotranferasas a partir de sustratos como disacáridos (lactosucrosa y galacto-
oligosacáridos) (Swennen y col., 2006).
Otro tipo de prebióticos pertenecientes a los carbohidratos son los derivados de la
lactosa, dentro de los principales se encuentran los galacto-oligosacáridos que son
funcionalmente similares a la inulina. Sin destacar a las fibras dietéticas, las cuales
forman parte de un grupo de cereales como: maíz, sorgo, trigo, avena, etc.; estos
alimentos presentan características que los hace prebióticos (Charalampopoulus y
col., 2002).
Por otro lado, la fibra dietética podría ser considerada dentro del grupo de prebióticos
de acuerdo a las características que presentan.
Evaluación de la harina de penca de maguey como fuente de carbono sobre de bacterias ácido lácticas termotolerantes y su efecto en un batido cárnico
22
Bacterias Ácido Lácticas (BAL)
Características de las bacterias lácticas
Las bacterias acido lácticas (BAL) son microorganismo Gram positivos, normalmente
inmóviles y no esporulados, producen ácido láctico y alguno otros metabolitos
(Axelsson, 1998). Todas las BAL crecen anaeróbicamente, a diferencia de algunos
microorganismos anaerobios, la mayoría son sensibles al O2 y por lo tanto pueden
crecer tanto en presencia como en ausencia del mismo, siendo así anaerobios
aerotolerantes. Son microorganismos con una limitada capacidad biosintética, por lo
tanto requieren factores de crecimiento complejos como vitaminas del grupo B,
purinas, pirimidinas y aminoácidos. Como carecen de citocromos y porfirinas, no
realizan fosforilación por transporte de electrones por ende reciben energía por
fosforilación a nivel sustrato, siendo de esta manera que obtienen la energía por
fermentación. Carecen de la capacidad de biosíntesis del grupo hemo, razón por la
cual son catalasa negativa. En preparaciones al microscopio aparecen aisladas o
formando cadenas de cocos o bacilos, forman colonias pequeñas nunca
pigmentadas, poseen gran tolerancia a la acidez (Madigan y col., 1998) Son
denominadas como bacterias acido lácticas debido a que la mayoría de sus
miembros tiene como producto final el ácido láctico durante la metabolización de
carbohidratos.
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23
Clasificación de las bacterias lácticas
De acuerdo con una revisión taxonómica de este grupo de bacterias se encuentran
los siguientes géneros: Aerococcus, Alloicocccus, Carnobacterium, Dolosigranulum,
Enterococcus, Globicatella, Lactobacillus, Lactococcus, Lactosphaera, Leuconostoc,
Oenococcus, Pediococcus, Streptococcus, Tetragococcus, Vagococcus y Weissella,
sin embargo, los géneros más representativos que forman la parte central de este
grupo de bacterias son: Lactobacillus, Leuconostoc, Pediococcus y Streptococcus
(Axelsson, 1998). La clasificación de las bacterias ácido lácticas está basada de
acuerdo a su morfología, crecimiento a diferentes temperaturas, adaptación a
diferentes concentraciones de sal, tolerancia a condiciones ácidas y sobre todo a sus
diferencias entre los tipos de fermentación de azúcares. En la tabla 2 se observa la
morfología y otras características que permiten determinar cada uno de los cinco
géneros más representativos de las bacterias ácido lácticas.
Tabla 2. Características distintivas de los cinco géneros de bacterias ácido lácticas (Silliker y Elliott, 1980)
Género Fermentación Catalasa Forma
Streptococcus Homoláctica Cocos en cadenas o
parejas
Leuconostoc Heteroláctica Cocos en cadenas o
parejas
Pediococcus Homoláctica Cocos en tétradas
Aerococcus Homoláctica ± (pseudocatalasa si la reacción
es positiva) Cocos en tétradas
Lactobacillus Homo ó
Heteroláctica
Bacilos usualmente en cadenas
Evaluación de la harina de penca de maguey como fuente de carbono sobre de bacterias ácido lácticas termotolerantes y su efecto en un batido cárnico
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Las bacterias ácido lácticas son asociadas a hábitats ricos en nutrientes como puede
ser carne, leche y vegetales. El crecimiento de estas bacterias depende de las
condiciones del ambiente como lo son la temperatura, pH, Aw y moléculas
necesarias para el metabolismo de la célula y desarrollo de sus estructuras (Leroy y
Vuyst, 2001).
Metabolitos producidos por bacterias lácticas
El crecimiento activo de la BAL en los alimentos en los que se lleva acabo una
fermentación, asociado con el metabolismo de determinados componentes en los
mismos, es en parte el responsable de la producción de gran variedad de productos
fermentados. Además, estos microorganismos actúan inhibiendo el crecimiento de
bacterias patógenas y deteriorantes dando lugar a productos estables y
relativamente seguros. La estabilidad de estos productos ha sido atribuida a la
conversión de azúcares en ácidos orgánicos, dicha conversión ha sido identificada
como la principal responsable de su acción antimicrobiana debido al efecto
combinado del descenso de pH y al consumo de carbohidratos. La producción de
agentes antimicrobianos depende de la composición del medio, el pH, la
temperatura, el potencial redox y la presencia de microorganismo que compitan con
las BAL y el efecto de aditivos (Helander y col., 1997). Además de la formación de
ácidos orgánicos, las BAL producen compuestos antimicrobianos como los
metabolitos de oxígeno (peróxido de hidrogeno) y también algunos productos finales
del catabolismos celular como diacetilo, reuterina. Por otro lado, se ha descrito que
algunas especies de BAL son capaces de sintetizar y secretar compuestos
Evaluación de la harina de penca de maguey como fuente de carbono sobre de bacterias ácido lácticas termotolerantes y su efecto en un batido cárnico
25
antimicrobianos de naturaleza proteica conocidas como bacteriocinas (Requena y
Peláez, 1995).
Termoresistencia de las bacterias acido lácticas
Las bacterias lácticas normalmente se les considera como mesófilas, sin embargo,
se ha encontrado que son microorganismos capaces de resistir el aumento gradual
de la temperatura además del estrés ambiental del tracto gastrointestinal (pH bajo,
presión osmótica, alta salinidad, alcohol, ácidos orgánicos y jugos biliares y
pancreático) al sintetizar proteínas reguladoras llamadas chaperonas moleculares
(Ljungh y Wadstrom, 2006); un grupo especifico de este tipo de proteínas son las
proteínas del shock térmico, las cuales tienen la finalidad de minimizar los daños
producidos en dichas condiciones, al estabilizar las formas inestables de otras
proteínas por medio de uniones y desuniones controladas, facilitando el ensamblado,
la correcta unión de oligómeros, su transporte a otro compartimiento celular y/o la
disposición para su degradación (Coronato y col., 1999). Las principales especies de
bacterias ácido lácticas que han mostrado la presencia de este tipo de proteínas
como mecanismos de respuesta ante un drástico cambio ambiental pertenecen a los
generos Bifidobacterium, Lactobacillus, Streptococcus y Pediococcus (Sugimoto y
col., 2008).
Victoria-León y col. (2006) evaluaron la termotolerancia de 8 cepas, 4 de ellas
(Lactobacillus alimentarius, L. lactis, L piscícola y Enterococcus sp) sobrevivieron al
tratamiento térmico de 70°C y fueron inoculadas en salchichas para estudiar su
Evaluación de la harina de penca de maguey como fuente de carbono sobre de bacterias ácido lácticas termotolerantes y su efecto en un batido cárnico
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efecto sobre la aceptación y el conteo de enterobacterias; los resultados obtenidos
mostraron un perfil de aceptación similar al control en las muestras con L.
alimentarius y L. lactis al mismo tiempo que fue disminuido el conteo de
enterobacterias durante el periodo de almacenamiento.
Pérez-Chabela y col. (2008) aislaron un total de 29 cepas de BAL a partir de 12
diferentes marcas comerciales de salchichas tipo Viena, solo cuatro de ellas,
identificadas como Lactobacillus plantarum, Lactobacillus curvatus, Pediococcus
pentosaceus y Pediococcus acidilacti, sobrevivieron al tratamiento térmico de 70°C
durante 60 minutos; estas cepas fueron inoculadas en salchichas para determinar su
efecto sobre características físicas y sensoriales, así como en la inhibición de
enterobacterias en un periodo de almacenamiento de 12 días a 8°C; los resultados
obtenidos no mostraron cambios significativos sobre el color, la textura y la
aceptación de las muestras inoculadas con la cepas de BAL termotolerantes, por otro
lado, el conteo de enterobacterias fue menos en todas las muestras en comparación
al control, con un mayor efecto antagónico por parte de L. curvatus durante el
almacenamiento.
Ramírez-Chavarín y col. (2010) aislaron e identificaron 10 cepas de bacterias lácticas
termotolerantes a partir de salchichas comerciales, los géneros de estas cepas
fueron identificados mediante análisis fenotípicos y genotípicos como Pediococcus,
Lactobacillus, Aerococcus y Enterococcus, determinado su potencial uso como
cultivos probióticos en productos cárnicos cocidos.
Evaluación de la harina de penca de maguey como fuente de carbono sobre de bacterias ácido lácticas termotolerantes y su efecto en un batido cárnico
27
Díaz-Vela (2010) evaluó a la inulina de agave, inulina de achicoria y albedo de
naranja como prebióticos en bacterias lácticas termotolerantes, se estudio la
capacidad prebiótica in vitro de estos ingredientes a través de procesos
fermentativos utilizándolo como fuentes de carbono a concentraciones de 0.5%,
1.0% y 1.5%, analizando la producción de ácidos grasos de cadena corta para
determinar desviaciones en el metabolismo, con dos cepas de bacterias lácticas
reportadas como probióticas, Pediococcus pentosaceus y Aerococcus viridans.
Fibra
Definición
La fibra dietética se reconoce hoy, como un elemento importante para la nutrición
sana. No es una entidad homogénea y probablemente con los conocimientos
actuales tal vez sería más adecuado hablar de fibras en plural. No existe una
definición universal ni tampoco un método analítico que mida todos los componentes
alimentarios que ejercen los efectos fisiológicos de la fibra (Escudero y González,
2006).
Este concepto se ha asociado a varios significados a lo largo de los años, que ha
dado lugar a una discusión internacional basada en los avances en técnicas
analíticas, la nueva información alimenticia y fisiológica y también los intereses
privados de la industria alimentaria (Champ y col., 2003). Inicialmente, el residuo que
permanece después de la extracción de los tejidos vegetales con ácido diluido o las
soluciones básicas fueron llamadas fibra total, aunque pronto se dieron cuenta que
esta medida no era representante del "contenido exacto de la fibra”. La definición
Evaluación de la harina de penca de maguey como fuente de carbono sobre de bacterias ácido lácticas termotolerantes y su efecto en un batido cárnico
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más constante que ahora se acepta es la de Trowell (1976): "La fibra dietética
consiste en los remanentes de las células de la planta resistentes a la hidrólisis
(digestión) por las enzimas alimenticias del hombre", cuyos componentes son
hemicelulosas, celulosa, lignina, oligosacáridos, pectinas, gomas y ceras. Sin
embargo, las definiciones alternativas para la fibra continúan siendo propuestas.
Mongeau y col. (1999) dijeron que un material vegetal se puede definir como fibra
dietética, si viene de las membranas celulares de los tejidos de las plantas, guarda
intacta su estructura y puede ser determinada usando métodos oficiales de análisis
para su caso. La AACC (2001) adoptó esta definición para la fibra dietaría: como las
partes comestibles de las plantas o de los carbohidratos análogos que son
resistentes a la digestión y a la absorción en el intestino humano.
Meyer (2004) propone que las fibras sean una parte integrante de los productos
alimenticios que se tienen que consumir del diario; las fuentes principales son
plantas, cereales, granos, plantas leñosas, frutas, legumbres, plantas leguminosas,
etc. basados en su solubilidad intestinal simulada, las fibras dietéticas se clasifican
como fibra insoluble o soluble.
Clasificación de la fibra
Diversos sistemas de clasificación se han utilizado para clasificar los componentes
de la fibra dietética: de acuerdo con su papel en la planta, basada en el tipo de
polisacárido, en su solubilidad gastrointestinal simulada, en el sitio de la digestión, y
la clasificación fisiológica. Sin embargo, ninguno es enteramente satisfactorio, pues
los límites no pueden ser definidos absolutamente. La clasificación más ampliamente
Evaluación de la harina de penca de maguey como fuente de carbono sobre de bacterias ácido lácticas termotolerantes y su efecto en un batido cárnico
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utilizada para la fibra dietética ha sido distinguir componentes dietéticos en su
solubilidad en un almacenador intermediario como pH definido, y/o su
fermentabilidad en los sistemas in vitro usando un representante acuoso de la
solución de enzimas alimenticias humanas. Sin embargo, todavía hay discusión con
respecto a los medios más apropiados de clasificar la fibra dietética. Puesto que la
mayoría de los tipos de la fibra por lo menos se fermentan parcialmente, se sugiere
que puede ser el más apropiado referirles como fermentado parcialmente o mal y
bien fermentado (Guo, 2009).
Fibra soluble
Las fibras solubles en contacto con el agua forman un retículo donde queda
atrapada, originándose soluciones de gran viscosidad. Los efectos derivados de la
viscosidad de la fibra son los responsables de sus acciones sobre el metabolismo
lipídico, hidrocarbonado y en parte su potencial anticancerígeno (Escudero y
González, 2006). Esto incluye gomas, los mucílagos, la pectina y algunas
hemicelulosas. Estas fibras se encuentran en todos los tipos de guisantes y de
habas, así como avena, manzanas, naranjas, y zanahorias.
Para la gente con diabetes, comiendo los alimentos que contienen la fibra soluble
pueden ayudar a controlar o a bajar el nivel de azúcar en su sangre y a disminuir
necesidades de la insulina; estudios han demostrado que incluyendo una o dos
porciones de habas, avena u otras fuentes de fibra soluble ayudan a los niveles de
azúcar en sangre. Puede también ayudar a regular los niveles de colesterol de la
sangre, especialmente al LDL-colesterol LDL o colesterol malo (Guo, 2009).
Evaluación de la harina de penca de maguey como fuente de carbono sobre de bacterias ácido lácticas termotolerantes y su efecto en un batido cárnico
30
Fibra insoluble
Las fibras insolubles o poco solubles son capaces de retener el agua en su matriz
estructural formando mezclas de baja viscosidad; esto produce un aumento de la
masa fecal que acelera el tránsito intestinal. Es la base para utilizar la fibra insoluble
en el tratamiento y prevención de la constipación crónica. Por otra parte también
contribuye a disminuir la concentración y el tiempo de contacto de potenciales
carcinogénicos con la mucosa del colon (Kin, 2000). La celulosa, la lignina, y el resto
de la hemicelulosa, son todas las fibras insolubles. Estas fibras proporcionan la
estructura a las plantas. Los granos enteros, fibra del trigo y del maíz, la coliflor,
habas verdes, y las papas son buena fuente de fibra insoluble. Las cáscaras de
frutas y verduras son también buenas fuentes de fibra insoluble. La fibra insoluble,
también conocida como alimento poco digerible, ayuda a la digestión atrapando el
agua. Esto promueve regularidad y previene el estreñimiento. El salvado de trigo, por
ejemplo es alto en fibra insoluble, y también ayuda a prevenir dos clases de
enfermedades, diverticulosis y hemorroides intestinales (Guo, 2009).
Estudios sobre la utilización de fibra
Desde mediados de 1970, el interés en el papel de la fibra dietética en salud y
nutrición ha llevado a una amplia gama de investigación y ha recibido una
considerable atención pública (Abdul-Hamid y Luan, 2000). Los informes publicados
indican numerosos beneficios para la salud, asociados con una mayor ingesta de
fibra dietética, incluyendo la reducción del riesgo de enfermedades coronarias,
diabetes, obesidad y algunos tipos de cánceres (Mann y Cummings, 2009).
Evaluación de la harina de penca de maguey como fuente de carbono sobre de bacterias ácido lácticas termotolerantes y su efecto en un batido cárnico
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La fibra dietética también puede impartir alguna de las propiedades funcionales de
los alimentos, por ejemplo, aumenta la capacidad de retención, la capacidad de
retención de aceite, emulsificación y/o formación del gel. La fibra dietética
incorporada en los productos alimenticios (productos de panadería, lácteos,
mermeladas, carnes, sopas) puede modificar las propiedades de textura, evitar
sinéresis (separación de un líquido de un gel causado por la contracción), estabilizar
los alimentos altos en grasa y emulsiones, y aumentar la vida de anaquel.
Prosky y col. (1988) realizaron un estudio para determinar la fibra dietética insoluble,
soluble y la fibra dietética total de ciertos productos alimenticios y alimentos (soya,
harina de trigo, pan de centeno, papas, arroz, salvado de maíz, avena, salvado de
trigo) con una combinación de procedimientos enzimáticos y gravimétricos. Grigelmo
y col. (1999) estudiaron la caracterización de la fibra dietética concentrada de
durazno como ingrediente alimenticio, el contenido de fibra dietética total constituye
31-36%, con una porción alta de fibra dietética insoluble (20-24%) y una fracción
soluble (11-12%). Larrauri (1999) realizo un estudio de los nuevos enfoques en la
preparación de la fibra dietética de subproductos de frutas, refiriéndose a la
producción de polvos de alta fibra dietética a partir de frutas y subproductos en la
elaboración potencial de fibras con compuestos bioactivos asociados. Abdul-Hamid y
Luan (2000) realizaron un estudio de las propiedades funcionales de la fibra dietética
preparada a partir de salvado de arroz, ellos encontraron que se compone de 27% de
fibra dietética, sugiriendo que el salvado de arroz es una buena fuente de fibra que
puede ser añadido a los productos de diversos alimentos. García y col. (2002),
Evaluación de la harina de penca de maguey como fuente de carbono sobre de bacterias ácido lácticas termotolerantes y su efecto en un batido cárnico
32
analizaron el efecto de la adición de fibras de cereales y fruta en embutidos
fermentados. Utilizando concentraciones en cuanto a la grasa (6 y 10%), adición de
cereales y fibra de fruta (1.5 y 3%), los mejores resultados se obtuvieron con
salchichas con 10% de grasa y 1.5% de fibras de frutas, especialmente la fibra de
naranja, dando características organolépticas similares a los productos
convencionales, determinando que la reducción de grasa en embutidos enriquecidos
con fibra dietética se puede obtener un perfil sensorial aceptable. Figuerola y col.
(2005) investigaron las propiedades funcionales de la fibra de manzana y residuos
cítricos, con el fin de utilizarlos como fuente de fibra potencial en el enriquecimiento
de los alimentos. Mostrando que tienen una alta proporción de fibra insoluble y cada
concentración estudiada tiene características interesantes de lo cual sugiere posibles
usos en el desarrollo de la fibra de los alimentos enriquecidos. Vergara y col. (2007)
estudiaron el concentrado de fibra dietética de mango con capacidad antioxidante
utilizando la fruta verde, realizando una serie de análisis, mostraron un alto contenido
de almidón y niveles equilibrados de fibra dietética soluble e insoluble, lo cual es
importante para la funcionalidad de la fibra en la dieta humana. Fuentes y col. (2009)
utilizaron los subproductos de los espárragos, encontrando que son una fuente
potencial de fibra dietética, dependiendo de cómo son tratados los productos se
afecta la composición y propiedades funcionales. Todas las harinas realizadas con
espárragos mostraron un alta concentración de fibra dietética (62-77%). De Simas y
col. (2010) estudiaron la harina de palma, encontrando altos niveles de fibra
(70.85%). La alta concentración de glucosa, xilosa y arabinosa sugiere la presencia
de algunos polisacáridos, como la celulosa y hemicelulosa. La presencia de lignina
Evaluación de la harina de penca de maguey como fuente de carbono sobre de bacterias ácido lácticas termotolerantes y su efecto en un batido cárnico
33
en las paredes celulares primarias y secundarias en la vaina contribuye a los altos
niveles de fibra dietética detectada en la harina de palma.
Subproductos agroindustriales
Los residuos agro-industriales están directamente relacionados como combustible en
el mundo en desarrollo, incluye residuos de cosechas, hojarascas, hierbas y basura
animal. Los residuos de cultivo son más ampliamente quemados que los residuos de
animales y hojarasca. Los residuos agroindustriales se derivan de la transformación
de un cultivo en particular o productos de origen animal por lo general por una
empresa agrícola. Se incluyen en esta categoría los materiales como la melaza,
bagazo de caña, semillas oleaginosas y la molienda del maíz así como los residuos
de la elaboración de la cerveza. Residuos de los cultivos abarcan todos los desechos
agrícolas como la paja, tallo, hojas, cáscaras, semillas, los que provienen a partir de
los cereales (arroz, trigo, maíz, sorgo, cebada, mijo), algodón, maní, yute, legumbres
(tomate, frijol, soya) café cacao, aceite de oliva, té, frutas (plátano, mango, coco) y
aceite de palma (Nigam y col., 2009).
Penca de maguey y su uso en la elaboración de barbacoa
De las múltiples plantas de México que benefician al ser humano, el maguey ha sido
una de las más aprovechadas, desde los antiguos mesoamericanos. Pocos son los
vegetales que proporcionan al hombre casa, vestido, sustento y salud, además de
ser un medio de conocimientos (papel). Por estas razones, el maguey ha sido
calificado como excepcional.
Evaluación de la harina de penca de maguey como fuente de carbono sobre de bacterias ácido lácticas termotolerantes y su efecto en un batido cárnico
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Diversos estudiosos coinciden en afirmar que México es el centro y origen de
dispersión del maguey, ya que en este inmenso territorio existen en estado silvestre
agaves de formas menos evolucionadas, así como el mayor número de variedades.
El agave vive en un medio semidesértico, con escasas lluvias. Llega a su madurez
entre los ocho y los doce años y florece sólo una vez, muriendo al poco tiempo. En
sus anchas, espinosas y protegidas hojas, llamadas pencas, se almacenan las
sustancias nutritivas que le permiten sobrevivir en un medio hostil, así como a una
serie de insectos, entre los que se encuentran el gusano “magueyero" y la hormiga
aguamielera, ambos alimentos del hombre.
El género agave comprende dos subgéneros: el Littaea y el Agave. El primero de
forma espigada, con alto contenido de saponina, se destina a ornato y contiene
esmílagenína, materia prima indispensable para elaborar esteroides. Las especies
que componen el subgénero Agave se explotan para producir bebidas fermentadas,
o bien para extraer fibras, forrajes y alimentos (Segura, 2006).
Evaluación de la harina de penca de maguey como fuente de carbono sobre de bacterias ácido lácticas termotolerantes y su efecto en un batido cárnico
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OBJETIVOS
General
Estudiar el efecto de la harina de penca de maguey como subproducto de
la elaboración de barbacoa utilizado como fuente de carbono sobre
bacterias acido lácticas termotolerantes y su efecto en un batido cárnico.
Específicos
Evaluar las características bromatológicas de la harina de penca de
maguey
Conocer el efecto de la harina de penca de maguey sobre las propiedades
fisicoquímicas de un batido cárnico.
Evaluar el efecto de la harina de penca de maguey como fuente de
carbono (efecto prebiótico) a diferentes concentraciones (0.5 y 1.0% p/v)
sobre la bacteria láctica termotolerante (Pedicoccus pentosaceus UAM-22)
y un probiótico comercial (Lactobacillus rhamnosus).
Evaluación de la harina de penca de maguey como fuente de carbono sobre de bacterias ácido lácticas termotolerantes y su efecto en un batido cárnico
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JUSTIFICACION
Los alimentos han sido elementos de una dieta encaminada a proveer cantidades
adecuadas de nutrientes esenciales capaces de satisfacer los requerimientos
metabólicos necesarios, y proporcionar satisfacción y bienestar al consumidor. Sin
embargo, en los últimos años la situación está cambiando, entre otras razones, por la
cada vez más evidente relación entre la salud y diversos elementos que conforma el
estilo de vida, entre los que tienen un papel destacado la dieta.
Ahora bien, hoy en día se le está dando mucha importancia a lo que nos pueden
aportar los alimentos y que efecto tienen en nuestra salud, dentro de éstos, destaca
el contenido de fibra que los alimentos nos puedan proveer. México es uno de los
países en donde el principal producto cárnico consumido son las salchichas, la
necesidad de incorporar un subproducto agroindustrial a los alimentos es cada día
más necesario. Entre los productos agroindustriales estudiados y que reportan altos
valores de contenido de fibra y que además son poco aprovechados encontramos a
la penca del maguey después de ser utilizada para la preparación de la Barbacoa.
De ahí el interés por su estudio e incorporación a un alimento para su
enriquecimiento.
Evaluación de la harina de penca de maguey como fuente de carbono sobre de bacterias ácido lácticas termotolerantes y su efecto en un batido cárnico
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MATERIAL Y MÉTODOS
Este trabajo se dividió en dos partes, en la primera parte se obtuvo la harina de
penca de maguey utilizado en la elaboración de barbacoa, recolectando éstas de los
mercados y mercados sobre ruedas del Distrito Federal, se realizó el análisis
bromatológico (contenido de humedad, proteína, grasa, pH, cenizas y fibra total),
posteriormente se elaboró un batido cárnico control (con harina de penca de
maguey) y uno testigo, analizando las siguientes propiedades fisicoquímicas:
rendimiento a la cocción, análisis de textura (TPA), color, humedad expresable,
humedad total, pH, estabilidad a la cocción, estabilidad a la grasa, pérdida de grasa y
determinación de rancidez oxidativa (TBARS). En la segunda parte se determinó la
posible capacidad prebiótica de la harina de penca de maguey utilizándola como
fuente de carbono a diferentes concentraciones (1.0% y 0.5% p/v) usando bacterias
ácido lácticas. Las cepas utilizadas fueron Pediococcus pentosaceus (UAM 22) y
Lactobacillus rhamnosus, las cuales se sometieron a un proceso de fermentación.
Todos los análisis se realizaron por duplicado. En la figura 1 se muestra el trabajo
experimental llevado a cabo.
Evaluación de la harina de penca de maguey como fuente de carbono sobre de bacterias ácido lácticas termotolerantes y su efecto en un batido cárnico
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Figura 1. Diagrama de flujo general.
Evaluación de la harina de penca de maguey como fuente de carbono sobre de bacterias ácido lácticas termotolerantes y su efecto en un batido cárnico
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PRIMERA PARTE
Preparación de harina
La harina se realizó utilizando la penca de maguey, que queda después de la
elaboración de barbacoa, se lavó con agua y jabón, se cortó en pedazos pequeños y
se colocaron a 70°C en una estufa para su secado, posteriormente se molieron en
una licuadora y se tamizaron para obtener una harina fina (Chávez-Zepeda y col.,
2009).
Análisis Bromatológicos
Determinación de cenizas
El porcentaje de cenizas se determino pesando 2 gramos de muestra, la cual se
coloco en un crisol previamente acondicionado a peso constante y se pre-incineraron
con ayuda de un mechero Bunsen, después de haber eliminado la mayor cantidad de
materia orgánica posible, se colocaron en una mufla durante 3 horas a una
temperatura de 550°C. Pasando el tiempo de incineración se colocaron los crisoles
con la muestra en un desecador hasta que alcanzaron temperatura ambiente. Por
último se pesaron los crisoles y se determino el porcentaje de cenizas por diferencia
de peso (AOAC 940.26).
Contenido de humedad
El contenido de humedad total se determinó por la metodología reportada por la
AOAC (950.46), con algunas modificaciones. Se colocaron 2-3 gramos de muestra
en charolas de aluminio a peso constante y se depositaron en una estufa a una
Evaluación de la harina de penca de maguey como fuente de carbono sobre de bacterias ácido lácticas termotolerantes y su efecto en un batido cárnico
40
temperatura de 60°C durante 72 horas. Después de este tiempo se retiraron las
muestras de la estufa y se calculo el porcentaje de humedad por diferencia de peso.
Determinación de pH
Se llevó a cabo con la metodología de la AOAC (1996), donde se homogenizó 10 g
de muestra con 100 mL de agua destilada, posteriormente se midió el pH de la
mezcla homogénea con un potenciómetro Beckman (Beckman Instrument)
Contenido de proteína total
Para la determinación de este parámetro se peso 1 gramo de muestra y se coloco en
el fondo de un matraz Kjeldalh, a este se le agregaron 2.5 gramos de mezcla
digestora (sulfato de potasio 96% y sulfato de cobre 4%) y 10 mL de ácido sulfúrico.
El matraz se coloco en una digestor durante 2 horas aproximadamente hasta que la
muestra se torno color verde, posteriormente los matraces se dejaron enfriar a
temperatura ambiente para después agregar 15 mL de hidróxido de sodio (40%) a la
muestra digerida. Se continúo con la destilación de la muestra digerida junto con el
hidróxido de sodio hasta recuperar 50 mL del destilado, el cual fue recuperado en un
matraz con solución de ácido bórico (4%) e indicador rojo de metilo (2 gotas). Por
último el destilado se titulo con una solución de acido clorhídrico (0.1N) (AOAC
920.53).
Contenido de grasa
Para la determinación del porcentaje de grasa se pesaron 2 gramos de muestra y se
colocan en un papel filtro a peso constante, dentro de un cartucho de celulosa con un
Evaluación de la harina de penca de maguey como fuente de carbono sobre de bacterias ácido lácticas termotolerantes y su efecto en un batido cárnico
41
tapón de algodón, se adiciono a un matraz bola 130 ml de éter de petróleo, se
procedió a la extracción en el Soxhlet. Se realizaron cinco ciclos de lavados
continuos. Posteriormente se metieron los cartuchos a la estufa durante 24 horas.
Los cálculos se obtuvieron por diferencia de peso (AOAC 991.36).
Contenido de fibra total
Se utilizo la metodología de acuerdo al método oficial de prueba del AOAC (1996)
con algunas modificaciones en la técnica, donde se colocó 1 g de muestra en un
matraz agregando además 50 mL de buffer de fosfatos (pH 6) y 0.1 mL de α-amilasa,
cubriendo el matraz con papel aluminio y colocándolo en baño María a 95°C durante
15 min, pasando el tiempo se dejo enfriar a temperatura ambiente. Posteriormente,
se ajusto el pH a 7.5 agregando un aproximado de 10 mL de NaOH (0.275 N), se
agregaron 0.1 mL de una solución de proteasa (50mg/mL) en buffer de fosfatos, se
tapo y se incubo en baño María a 60°C por 30 min; pasado el tiempo se dejo enfriar a
temperatura ambiente. Se ajusto el pH a 4.0 - 4.6 agregando aproximadamente 10
mL de HCl (0.325 M), después se adicionó 0.1 mL de aminoglucosidasa, se tapo de
nuevo el matraz y se incubo a 60°C por 30 min. Inmediatamente que la solución se
enfriara a temperatura ambiente, se añadieron 4 volúmenes de etanol al 95%
dejando reposar toda la noche para completar la precipitación. Se filtro y se
realizaron tres lavados con 20 mL de acetona. Después de haberse filtrado toda la
solución, se sacaron en una estufa a 100°C hasta lograr un peso constante,
cuantificando el porcentaje de fibra por diferencia de peso.
Evaluación de la harina de penca de maguey como fuente de carbono sobre de bacterias ácido lácticas termotolerantes y su efecto en un batido cárnico
42
Preparación de los batidos cárnicos
Se prepararon dos batidos cárnicos, uno con una combinación de harina de trigo y
harina de penca de maguey, otro batido sin harina de penca de maguey constituyó el
testigo (Tabla 3). Se cortaron en trozos pequeños y uniformes la carne de cerdo,
lardo (previamente congelado), se incorporaron en el procesador, se añadieron los
demás ingredientes, sal, sal cura, harina de trigo, harina de penca de maguey, así
como la mitad de fosfatos y hielo. Se procede a picar en procesador, posteriormente
se agregó la parte restante de fosfatos y hielo, se picaron hasta obtener un batido
homogéneo. El batido se pasó a cilindros para embutir con fundas de celulosa
atando con hilo cáñamo en porciones de 12 centímetros. El embutido se sometió a
tratamiento térmico hasta alcanzar una temperatura interna de 72°C, posteriormente
se enfrió en una tina con hielo (Guerrero y col., 2002). Se empacaron al vacío en
porciones de 100 g y se almacenaron a 4°C durante 21 días. Se tomaron muestras
durante los días 1, 4, 7, 10, 14, 17 y 21, se realizaron los siguientes análisis
fisicoquímicos: rendimiento, textura, color, humedad expresable, humedad total, pH,
estabilidad a la cocción, estabilidad a la grasa y pérdida de grasa y análisis sensorial.
Un batido sin harina de subproducto constituyó el control.
El efecto de la adición de la harina de penca de maguey se evaluó al comparar los
parámetros fisicoquímicos contra el batido control, mediante un análisis de varianza y
una posterior comparación de medias mediante la prueba de Duncan (se usó el
paquete estadístico SAS versión 8.0, SAS Institute Cary, North Caroline).
Evaluación de la harina de penca de maguey como fuente de carbono sobre de bacterias ácido lácticas termotolerantes y su efecto en un batido cárnico
43
Tabla 3. Formulación de batidos cárnicos
Ingredientes Testigo
(%p/p)
Tratamiento
(%p/p)
Cerdo
Lardo
Fosfatos
Sal cura
Harina de trigo
Harina de penca de maguey
Sal
Hielo
50
20
0.5
0.3
8
0
2
19.2
50
20
0.5
0.3
5
3
2
19.2
Análisis Fisicoquímicos
Rendimiento a la cocción
Para determinar el rendimiento se utilizó la metodología reportada por Shand (2000).
Las salchichas se pesaron antes de ser sometidas a tratamiento térmico y después
de ser sometidas a este, retirando el agua liberada en la funda en cada caso.
Reportando el rendimiento como peso obtenido del producto, en porcentaje, después
de la cocción.
Evaluación de la harina de penca de maguey como fuente de carbono sobre de bacterias ácido lácticas termotolerantes y su efecto en un batido cárnico
44
Análisis de Perfil de Textura (TPA)
Se determinaron diferencias en la textura del batido cárnico por la incorporación de
harina de trigo y harina de subproducto, mediante un análisis de perfil de textura
(Szczesniak, 1963; Bourne, 1978,1995) utilizando el Texturometro modelo TAXT2i
LFRA 4500 equipado con una celda de carga de 5 kg. Las muestras se cortaron en
cilindros de 20 mm de alto y se comprimieron a 37.5% de su altura original con una
celda de acrílico de una pulgada de diámetro a una velocidad constante de 1 mm/s.
Obteniendo curvas de fuerza-deformación de las cuales se calculó la dureza (fuerza
necesaria para alcanzar una deformación dada, fuerza máxima durante la primera
compresión), cohesividad (fuerza de los enlaces internos que proporcionan el cuerpo
a la muestra), resorteo (grado en el cual un producto regresa a su forma original una
vez que haya sido comprimido), y resilencia (capacidad de recuperar su forma
original después de haber aplicado una fuerza de compresión).
Determinación de color
La luminosidad (L), componente roja (a) y componente amarilla (b) de color en
coordenadas CIE-Lab se determinó en el batido cárnico elaborado con harina de
trigo y harina de subproducto, así como el batido control. Las muestras se colocaron
en vasos de precipitados para capturar la imagen con un colorímetro Hunter Lab,
modelo D25-PC2 (Chroma Meter CR-200) tomando 4 lecturas de la superficie
exterior de cada muestras rotando 90° entre cada lectura. Utilizando el programa
Universal v.3.73, del cual se obtuvo parámetros de luminosidad, componente roja y
componente amarilla (Mancini y Hunt, 2005).
Evaluación de la harina de penca de maguey como fuente de carbono sobre de bacterias ácido lácticas termotolerantes y su efecto en un batido cárnico
45
Determinación de humedad expresable
El porcentaje de humedad expresable se llevó a cabo mediante el procedimiento
reportado por Jauregui y col. (1981). Se pesaron muestras de 100 g para ser
envueltas en papel Whatman No. 1, centrifugando a 2200 x g durante 15 minutos en
una centrifuga SOLBAT modelo J300. Se determino el porcentaje de agua extraída
por centrifugación, obteniendo la diferencia del peso inicial de la muestra menos el
peso de la muestra después de centrifugar, dividiendo por el peso inicial y
multiplicando por 100, reportando el porcentaje de agua liberada o humedad
expresable después de la prueba.
Contenido de humedad total
El contenido de humedad total se determinó por la metodología reportada por la
AOAC, 1996 (950.46), con algunas modificaciones. Se colocaron 2-3 gramos de
muestra en charolas de aluminio a peso constante y se depositaron en una estufa a
una temperatura de 60°C durante 72 horas. Después de este tiempo se retiraron las
muestras de la estufa y se calculo el porcentaje de humedad por diferencia de pesos.
Determinación de pH
Se determino el pH mediante la técnica reportada por Landvogt (1991), con la
utilización del potenciómetro Beckman 50 pH Meter. Se homogenizó 10g de muestra
con una solución 5% de NaCl en una licuadora domestica (Osterizer Modelo 450-10,
Bartelesville, EUA), a velocidad máxima durante 1min.
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46
Estabilidad a la cocción
Se llevó a cabo mediante la metodología propuesta por Ramos y Farías (2001). Se
colocaron 30 g de muestra en vasos de precipitados de 250 mL agregando 300 mL
de agua destilada, se dejó calentando la muestra durante 30 minutos a 70°C con
esto el porcentaje de estabilidad a la cocción se determinó tendiendo la diferencia de
la muestra menos el peso final de la muestra entre el peso de la muestra multiplicado
por 100.
Estabilidad a la grasa
Se llevó a cabo por la metodología de Ramos y Farías (2001). Se realizó en conjunto
con la estabilidad a la cocción, después de sacar las muestras, se dejó evaporar el
agua a 70°C, se introdujeron en el desecador y se pesó la grasa que quedo en el
vaso de precipitados.
Determinación de pérdida de grasa
Se llevo a cabo por la metodología de Andersson y col. (2000), se cortaron las
muestras de 10cm de largo, registrando el peso neto de la muestra, después se
frieron (sin aceite) en una superficie caliente a 160°C (temperatura de la superficie),
el freído de la muestra por cada lado es de 2 minutos, donde la temperatura interna
del batido cárnico fue de 70°C, las muestras se colocaron en papel absorbente. La
perdida de grasa es expresada como el porcentaje de pérdida de grasa durante el
freído.
Evaluación de la harina de penca de maguey como fuente de carbono sobre de bacterias ácido lácticas termotolerantes y su efecto en un batido cárnico
47
Determinación de rancidez oxidativa (TBARS)
Se determinó por la metodología modificada de Zipser y Watts (1962). Se agregó 10
g de muestra a 49 mL de agua destilada a 50°C y 1 mL de sulfanilamida 0.5% en HCl
al 20% (v/v) y se homogenizó. Posteriormente se colocó la mezcla a un matraz
Erlenmeyer de 500 mL que contenía 48 mL de agua destilada a 50°C y 2 mL de
solución de HCl 1:2 (v/v), así como 2 gotas de antiespumante a base de silicón. El
matraz se colocó a destilar en una parrilla eléctrica hasta obtener 25 mL de destilado,
del cual se tomaron por triplicado alícuotas de 5 mL y se colocaron en un tubo de
ensaye con tapa, se adicionó 5 mL de la solución de TBA (0.02M en ácido acético
glacial al 90%). Los tubos se colocaron en un baño maría a ebullición durante 35
minutos, posteriormente se enfriaron y midió la absorbancia a 538 nm. Para la curva
estándar, se prepararon alícuotas de 0 a 5 mL en incrementos de 0.02 mL de la
solución (1,3,3-Tetraepoxipropano) TEP 3x10-5 M a 5 mL de volumen total. De esta
solución se colocaron 5 mL en tubo de ensayo de 5 mL de reactivo de TBA y se les
dio el mismo tratamiento que las muestras.
Evaluación de la harina de penca de maguey como fuente de carbono sobre de bacterias ácido lácticas termotolerantes y su efecto en un batido cárnico
48
SEGUNDA PARTE
Cuantificación de azúcares totales
La cuantificación de azúcares totales fue realizada mediante la metodología descrita
por Dubois y col. (1956). Realizando una curva patrón de glucosa (0-100 mg/L); 1 mL
de cada muestra fue tratada con 5 mL de H2SO4 concentrado y 1 mL de solución de
fenol al 5 % p/v, después de 15 min de incubación, la absorbancia de las muestras
fue medida en el espectrofotómetro a 490 nm. Posteriormente se realizó lo mismo
con la harina de penca de maguey para determinar el contenido de azúcares totales
presentes en 1 g de muestra.
Activación de cepas
Para evaluar la actividad prebiótica de la harina de penca de maguey fueron
empleadas dos cepas de bacterias lácticas termotolerantes (BALT): Pediococcus
pentosaceus (UAM-22) y Lactobacillus rhamnosus. Las cepas fueron almacenadas
hasta su uso en una mezcla glicerol-caldo Man Rogose Sharpe (MRS) (De Man y
col., 1960) en una proporción 50:50 a -80°C.
Fermentaciones
Las fermentaciones se realizaron en medio con peptona de caseína, extracto de
levadura y suplementando con 0.5 y 1.0%(p/v) harina de penca de maguey ó glucosa
como control, inoculando con 3 log10 UFC/mL del cultivo de adaptación se incubaron
a 37°C y 200 rpm, se tomaron 3 mL de muestra para la determinación del
crecimiento bacteriano y para determinar la producción de ácidos orgánicos, lo cual
Evaluación de la harina de penca de maguey como fuente de carbono sobre de bacterias ácido lácticas termotolerantes y su efecto en un batido cárnico
49
se realizó a partir del tiempo cero hasta completar 10h de fermentación con
intervalos de una hora (Bustamante y col., 2006).
Crecimiento bacteriano
El crecimiento de las bacterias fue realizada cada hora durante el periodo de
fermentación, diluciones seriadas de alícuotas fueron llevadas a cabo en solución
isotónica (0.9% NaCl) para realizar la siembra en placa con agar MRS; las placas
fueron incubadas a 37°C durante 24 horas. Los valores de cuenta viable (UFC/mL)
se determinaron con base a curvas estándar previamente elaboradas para cada
cepa. Con los datos obtenidos fueron estimadas las tasas específicas de crecimiento
(k) y los tiempos de duplicación (g) para cada cinética empleando las siguientes
ecuaciones (Prescott y col., 2004):
( )
( )
( )
Donde:
k = tasa especifica de crecimiento (h-1)
g = tiempo de duplicación (h)
UFC/mL (t0) = unidades formadoras de colonia por mililitro al inicio de la fase
exponencial
UFC/mL (t) = unidades formadoras de colonia por mililitro al final de la fase
exponencial
t0 = tiempo correspondiente al inicio de la fase exponencial (h)
Evaluación de la harina de penca de maguey como fuente de carbono sobre de bacterias ácido lácticas termotolerantes y su efecto en un batido cárnico
50
t = tiempo correspondiente al final de la fase exponencial (h)
Todas las fermentaciones fueron realizadas por duplicado.
Actividad prebiótica
La actividad prebiótica, refleja la capacidad de un sustrato para apoyar el crecimiento
de un microorganismo en relación con otros microorganismos. La actividad prebiótica
se determino utilizando la siguiente ecuación (Huebner y col., 2007):
{
} {
}
Donde:
A: Log UFC/mL Probiótico (10h) Prebiótico
B: Log UFC/mL Probiótico (0h) Prebiótico
C: Log UFC/mL Probiótico (10h) Glucosa
D: Log UFC/mL Probiótico (0h) Glucosa
E: Log UFC/mL Entérica (10h) Prebiótico
F: Log UFC/mL Entérica (0h) Prebiótico
G: Log UFC/mL Entérica (10h) Glucosa
H: Log UFC/mL Entérica (0h) Glucosa
Determinación de pH
El pH del medio fue ajustado a 6.5, alícuotas de 1.5 mL fueron tomadas por
duplicado cada durante el periodo de fermentación para obtener el perfil de
Evaluación de la harina de penca de maguey como fuente de carbono sobre de bacterias ácido lácticas termotolerantes y su efecto en un batido cárnico
51
acidificación del medio con el uso de un potenciómetro 50 pH meter (Beckman
Instrument)
Diseño experimental y Análisis de resultados
Para determinar el efecto de la harina de penca de maguey como fuente de carbono,
se utilizó el diseño factorial de acuerdo al siguiente modelo (Montgomery, 2006):
Donde yij es la variable de respuesta, las cuales son la tasa de crecimiento y el
tiempo de duplicación, al i-esimo nivel de tipo de cepa, el j-esimo es el nivel de tipo
de prebiótico y k-esimo nivel de porcentaje de inoculo; μ es la media global del
modelo, αi, βj y γk son el efecto por los factores principales para el tipo de cepa, tipo
de fuente de carbono y porcentaje de carbono, respectivamente, ijk es el error
experimental. Los resultados fueron analizados mediante un análisis de varianza
(ANOVA) (paquete estadístico SAS versión 8.0, SAS Institute Cary, North Caroline).
La diferencia entre medias en la determinación de la tasa de crecimiento y el tiempo
de duplicación estimados, se llevó a cabo mediante un análisis de medias mediante
una comparación múltiple de Duncan usando el mismo paquete estadístico.
Evaluación de la harina de penca de maguey como fuente de carbono sobre de bacterias ácido lácticas termotolerantes y su efecto en un batido cárnico
52
RESULTADOS Y DISCUSION
Primera parte
Análisis Bromatológicos
En la tabla 4 se muestran los resultados obtenidos de los análisis bromatológicos
realizados y pH de la harina de penca de maguey. Chávez-Zepeda y col. (2009)
realizaron un estudio similar; obteniendo ellos un pH de 5.18, mayor al obtenido en
este estudio (4.89) de igual manera obtuvieron un valor menor en humedad, un valor
mayor en proteína y un valor menor en grasa y valores más altos de cenizas por lo
que nosotros creemos que estas variaciones pueden ser debidas a el proceso que
fueron sometidas las pencas en la la elaboración de barbacoa y por consiguiente el
lugar de donde se obtenga dicha muestra, así como a la época del año, temperatura,
etc.
Tabla 4. pH y Análisis bromatológicos de la harina de penca de maguey
ANALISIS
Muestra pH Cenizas (%)
Humedad (%)
Proteína (%)
Grasa (%)
Fibra Total (%)
Penca de maguey 4.89 16.8780 1.8957 2.7374 0.5740 41.44
El porcentaje obtenido de fibra total fue de 41.44%, igualmente Chávez-Zepeda y col
(2009), reporta un valor de 47.88%, en ambos casos es similar el contenido de fibra.
La fibra está constituida por los componentes estructurales de las paredes celulares
de los vegetales, modificando la consistencia, textura, propiedades reológicas y las
características sensoriales de los productos.
Evaluación de la harina de penca de maguey como fuente de carbono sobre de bacterias ácido lácticas termotolerantes y su efecto en un batido cárnico
53
Análisis Fisicoquímicos
Rendimiento a la cocción
El rendimiento obtenido en la elaboración de cada uno de los batidos cárnicos. Como
se puede observar en la figura 2, en el batidos cárnico adicionados con harina de
penca de maguey presenta ligeramente un mayor rendimiento en comparación al
batido control, debido a que cuando el batido es sometido a tratamiento térmico
están ganan agua, se puede atribuir que la harina de penca de maguey retiene agua,
que le hace ganar un poco más de peso que la control. La fibra es conveniente
adicionarla a productos cárnicos y se ha utilizado en productos cárnicos cocidos para
aumentar el rendimiento de cocción, debido a sus propiedades de enlace de agua y
grasa vinculantes y mejorar la textura (Cofadres y col., 2000). García y col. (2002)
refiere que la fibra dietética ha sido utilizada en productos cárnicos emulsionados
porque retienen agua, disminuyen pérdidas de cocimiento y proveen un sabor neutro,
esto claro, dependiendo del tipo de fibra y la concentración.
Evaluación de la harina de penca de maguey como fuente de carbono sobre de bacterias ácido lácticas termotolerantes y su efecto en un batido cárnico
54
Figura 2. Rendimiento de los batidos cárnicos elaborados con harina de penca de maguey y control
Análisis de Perfil de Textura (TPA)
Los cambios de textura de los batidos cárnicos ocasionados por el empleo de harinas
se determinaron mediante la realización del método de análisis de perfil de textura,
teniendo dos picos como resultado de dos compresiones, e integrando el área bajo la
curva, se obtienen los parámetros de dureza, resilencia, cohesividad, resorteo,
gomosidad. Estas variables en su conjunto pretenden imitar las propiedades
mecánicas de un alimento sujeto de dos ciclos de masticación.
La dureza es la fuerza máxima detectada durante la primera compresión. En la tabla
5 muestra los resultados para textura, no se encuentra un efecto altamente
significativo (P>0.05) sobre la dureza de las muestras en tratamiento (con o sin
Evaluación de la harina de penca de maguey como fuente de carbono sobre de bacterias ácido lácticas termotolerantes y su efecto en un batido cárnico
55
harina penca de maguey), lo correspondiente al tiempo de almacenamiento se tiene
un efecto altamente significativo (P<0.01). La resilencia es la capacidad de la
muestra en recuperar su forma original, en los casos analizados si hay diferencia
significativa (P=0.0025) entre tratamiento ni tiempo de almacenamiento. La
cohesividad es la fuerza que mantiene unidas las partículas de la muestra, no hay un
efecto significativo (P>0.05) sobre la cohesividad de las muestras en tratamiento. Sin
embargo en tiempo de almacenamiento hay un efecto altamente significativo
(P<0.01). En lo que refiere a él resorteo, podemos decir que no hay diferencias con
respecto al tratamiento y el tiempo de almacenamiento. La gomosidad es el resultado
de multiplicar la dureza por cohesividad, es decir, la fuerza del gel multiplicada por su
capacidad de cohesión, en lo que respecta a tratamiento, no hay un efecto
significativo (P>0.05), en el caso de tiempo de almacenamiento si hay un efecto
altamente significativo (P<0.01). En un estudio realizado a fibras de fruta por García y
col. (2007), menciona que la adición de fibras de fruta disminuye la dureza, esto
debido a que las fibras absorben agua. Grigelmo y col. (1997) atribuyó la disminución
de la dureza debido al aumento de fibra de fruta en embutidos. La adición de la fibra
dietética parece interrumpir la red del gel, favorece la disminución de la fuerza del gel
del producto. También mencionan que la resilencia muestra la misma tendencia que
la dureza, lo que no ocurre con el estudio realizado con la harina de penca de
maguey ya que solo existen diferencias en cuanto al tiempo de almacenamiento.
Evaluación de la harina de penca de maguey como fuente de carbono sobre de bacterias ácido lácticas termotolerantes y su efecto en un batido cárnico
56
Tabla 5. Parámetros de textura de los batidos cárnicos
Tratamiento
Tiempo de
almacenamiento
(días)
Dureza (N) Resilencia Cohesividad Resorteo Gomosidad(N)
Control 1 1.72±0.27A,cd 0.52±0.05B,bc 0.78±0.01A,b 1.00±0.01A,ab 1.34±0.23A,b
Maguey 1 1.15±0.16A,cd 0.55±0.08A,bc 0.25±0.06A,b 1.20±0.08A,ab 0.29±0.11A,b
Control 4 2.51±0.21A,bc 0.99±054B,a 0.53±0.15A,cb 1.00±0.01A,b 1.31±0.27A,b
Maguey 4 1.38±0.21A,bc 0.43±0.03A,a 0.45±0.35A,cb 1.07±0.04A,b 0.64±0.19A,b
Control 7 1.27±0.14A,d 0.42±0.09B,abc 0.19±0.08A,e 1.09±0.02A,ab 0.25±0.12A,c
Maguey 7 0.68±0.12A,d 0.74±0.05A,abc 0.45±0.35A,e 1.18±0.48A,ab 0.40±0.35A,c
Control 10 3.44±0.52A,a 0.51±0.04B,bc 0.72±0.02A,a 0.99±0.01A,b 2.50±0.48A,a
Maguey 10 2.29±0.28A,a 0.41±0.00A,bc 0.59±0.01A,a 1.02±0.00A,b 1.55±0.00A,a
Control 14 1.66±0.14A,c 0.58±0.01B,bc 0.57±0.04A,bcd 1.01±0.00A,ab 0.95±0.00A,b
Maguey 14 2.02±1.39A,c 0.51±0.19A,bc 0.37±0.25A,bcd 1.21±0.23A,ab 1.05±1.04a,b
Control 17 1.37±0.08A,c 0.42±0.09B,c 0.35±0.01A,de 1.06±0.02A,ab 0.48±0.04A,b
Maguey 17 2.20±1.57A,c 0.43±0.13A,c 0.40±0.20A,de 1.09±0.09A,ab 1.17±1.11A,b
Control 21 1.07±0.02A,ab 0.81±0.12A,ab 0.18±0.03A,de 1.40±0.15A,a 0.20±0.03A,b
Maguey 21 3.74±0.29A,ab 0.37±0.03B,ab 0.53±0.05A,de 1.01±0.01A,a 2.01±0.35A,b
A,B Medias con la misma letra en las misma columna no son significativamente diferentes (p<0.05)
para el tratamiento.
a,b,c,d,e Medias con la misma letra en la misma columna no son significativamente diferentes (p<0.05)
para el tiempo de almacenamiento
Determinación de color
El color es una sensación subjetiva, resultado de una serie compleja de respuestas
fisiológicas y psicológicas a la radiación electromagnética de las longitudes de onda
comprendidas en el intervalo de 400-700 nm (Pérez-Álvarez, 1996). El color también
se puede evaluar por métodos instrumentales: por colorimetría, o por
espectrofotometría de reflectancia. El color depende de 4 factores los cuales son: a)
Evaluación de la harina de penca de maguey como fuente de carbono sobre de bacterias ácido lácticas termotolerantes y su efecto en un batido cárnico
57
iluminación, b) objeto, c) observador y d) entorno del objeto. Al determinar color es
necesario mantener las mismas condiciones de operación (Rosmini, 1998).
Debido a que la luminosidad explica la cantidad de componente blanco en la
muestra, tomando valores de 0 (negro absoluto) a 100 (blanco absoluto), se
obtuvieron valores medios de 50-60 entre los tratamientos, encontrando diferencias
altamente significativas (P< 0.01), esto debido a la incorporación de la harina de
penca de maguey, dando una tonalidad menos luminosa. Sin embargo a lo largo del
tiempo de almacenamiento no hay diferencia significativa (P>0.05). La componente
roja (a*), así como la componente amarilla (b*), presenta diferencia significativa
(P<0.01) tanto en tratamiento (con o sin harina de penca de maguey) como en el
tiempo de almacenamiento, la harina de penca de maguey confiere una tonalidad
más amarilla (Tabla 6). Grigelmo-Miguel y col. (1999) relaciona el color con el
contenido de fibra y este va en aumento en relación a la concentración. García y col.
(2007) reportaron que la apariencia es debida a la presencia de grasa, pero
principalmente a el colorante de las especias, después de haberse sometido a
tratamiento térmico, se observaron cambios relacionados con los parámetros de
color, dando valor de luminosidad mayor en el embutido control y con respecto a los
lotes con fibra se encontraron diferencias significativas, mostrando una tendencia a
disminuir. La componente roja no fue sensiblemente diferente en el control ni el
agregado con fibras. La componente amarilla presento diferencia significativa con
fibra de naranja en un agregado de 30g/kg, indicando que la adición de fibra modifica
el color de los batidos cárnicos.
Evaluación de la harina de penca de maguey como fuente de carbono sobre de bacterias ácido lácticas termotolerantes y su efecto en un batido cárnico
58
Tabla 6. Parámetros de color CIE Lab, de los batidos cárnicos control y harina de penca de maguey
Tratamiento Tiempo de almacenamiento
(días)
Luminosidad
L
Componente roja
a*
Componente amarilla
b*
Control 1 63.04±0.00B,ab 3.74±0.00B,f 11.92±0.00B,a
Maguey 1 56.10±1.45A,ab 3.76±0.17A,f 13.42±0.52A,a
Control 4 62.95±0.00B,ab 5.25±0.00B,de 10.58±0.00B,c
Maguey 4 55.97±3.29A,ab 4.03±0.64A,de 13.38±0.66A,c
Control 7 61.59±0.00B,ab 5.00±0.00B,e 10.88±0.00B,bc
Maguey 7 55.44±1.26A,ab 3.90±0.33A,e 13.35±0.29A,bc
Control 10 61.90±0.00B,ab 5.81±0.00B,cd 10.70±0.00B,bc
Maguey 10 56.61±1.70A,ab 3.90±0.44A,cd 13.33±0.32A,bc
Control 14 61.26±0.00B,b 6.42±0.00B,a 10.82±0.00B,b
Maguey 14 55.52±2.11A,b 4.17±0.50A,a 13.76±0.41A,b
Control 17 61.59±0.00bB,ab 6.25±0.00B,ab 10.65±0.00B,bc
Maguey 17 56.42±1.43A,ab 4.10±0.57A,ab 13.58±0.43A,bc
Control 21 62.64±0.00B,a 6.05±0.00B,bc 10.55±0.00B,bc
Maguey 21 56.79±1.56A,a 3.83±0.35A,bc 13.53±0.54A,bc
A,B Medias con la misma letra en las misma columna no son significativamente diferentes (p<0.05)
para el tratamiento.
a,b,c,d,e Medias con la misma letra en la misma columna no son significativamente diferentes (p<0.05)
para el tiempo de almacenamiento
Determinación de pH, contenido de humedad total y humedad expresable
En lo correspondiente a los consiguientes parámetros fisicoquímicos como lo es el
pH, la humedad total y humedad expresable, que se muestra en la tabla 7. El pH de
los batidos muestra un efecto altamente significativo (P<0.01) tanto en tratamiento
como en el tiempo de almacenamiento, si observamos el valor de pH de la harina de
penca de maguey (Tabla 4) este es ácido. En un estudio realizado por Aleson-
Evaluación de la harina de penca de maguey como fuente de carbono sobre de bacterias ácido lácticas termotolerantes y su efecto en un batido cárnico
59
Carbonell y col. (2004) al albedo de limón e introducido a una salchicha, presenta
valores similares de pH que la penca de maguey y un comportamiento similar dentro
del batido cárnico, esto debido a la naturaleza ácida del albedo.
La humedad total nos indica el contenido de agua, se muestran los valores
obtenidos, si hay efecto significativo (P=0.0009) en el tratamiento. Sin embargo, el
tiempo de almacenamiento tuvo un efecto altamente significativo (P<0.01), el batido
con penca de maguey tiene un mayor contenido de agua que la control y aumenta su
capacidad mientras transcurren el tiempo, lo que no ocurre con el batido control.
La humedad expresable, se observa que hay diferencia significativa (P<0.01) sobre
las muestras en tratamiento (con o sin harina de penca de maguey), siendo el batido
cárnico con harina de penca de maguey el que presenta mayor humedad expresable
en comparación con el batido cárnico control. Esto pudo ser debido a la capacidad de
retención de agua de las proteínas o carbohidratos presentes en el batido cárnico,
pudieron ser afectadas por factores intrínsecos propios de la molécula relacionados
con el tipo de polímero, el peso molecular, grado de ionización y de ramificación o
factores extrínsecos propios del sistema, tales como pH, fuerza iónica, temperatura
y/o la interacción de los componentes (Coia y Stauffer, 1987).
Evaluación de la harina de penca de maguey como fuente de carbono sobre de bacterias ácido lácticas termotolerantes y su efecto en un batido cárnico
60
Tabla 7. pH, contenido de humedad total y humedad expresable de los batidos cárnicos control y harina de penca de maguey
Tratamiento Tiempo de
almacenamiento (días) pH
Humedad total
(%)
Humedad Expresable
(%)
Control 1 6.39±0.00A,a
60.91±0.49A,b 7.25±0.32B,ab
Maguey 1 5.91±0.04B,a
58.42±3.13B,b 13.99±1.36A,ab
Control 4 6.35±0.01A,ab
61.19±0.14A,b 6.11±0.03B,c
Maguey 4 5.93±0.01B,ab
59.16±2.62B,b 11.63±1.52A,c
Control 7 6.30±0.00A,bc
58.04±0.45A,b 6.95±0.33B,bc
Maguey 7 5.90±0.00B,bc
58.90±2.33B,b 12.03±0.19A,bc
Control 10 6.28±0.01A,c
60.04±0.03A,b 5.13±0.56B,bc
Maguey 10 5.88±0.03B,c
59.34±2.77B.b 13.32±2.72A,bc
Control 14 6.01±0.00A,d
60.07±0.41A,b 6.79±0.75B,ab
Maguey 14 5.78±0.03B,d
59.03±1.09B,b 14.60±3.10A,ab
Control 17 6.00±0.00A,e
60.56±0.67A,b 7.31±0.25B,a
Maguey 17 5.68±0.02B.e
60.02±1.84B,b 15.51±1.39A,a
Control 21 5.96±0.00A,f
67.00±5.74A,a 6.85±0.37B,ab
Maguey 21 5.44±0.21B,f
61.27±0.27B,a 15.08±5.37A,ab
A,B Medias con la misma letra en las misma columna no son significativamente diferentes (p<0.05)
para el tratamiento
a,b,c,d,e Medias con la misma letra en la misma columna no son significativamente diferentes (p<0.05)
para el tiempo de almacenamiento
Estabilidad a la cocción y grasa
En la tabla 8, se muestran los resultados para estabilidad a la cocción y estabilidad a
la grasa. En lo que corresponde a la estabilidad a la cocción, no hay un efecto
significativo (P> 0.05) de las muestras en tratamiento (con o sin harina de penca de
maguey), en lo que respecta a el tiempo de almacenamiento hay un efecto altamente
significativo (P< 0.01). Grigelmo-Miguel y col. (1999), también observó el mismo
comportamiento sobre esta propiedad, en el cual no se tiene un efecto significativo.
Evaluación de la harina de penca de maguey como fuente de carbono sobre de bacterias ácido lácticas termotolerantes y su efecto en un batido cárnico
61
Para la estabilidad a la grasa, tanto el tratamiento como el tiempo de
almacenamiento muestran un efecto altamente significativo (P< 0.01), teniendo un
valor menor para batido adicionado con la harina de maguey.
Tabla 8. Estabilidad a la cocción y grasa de los batidos cárnicos control y harina de penca de maguey
Tratamiento Tiempo de almacenamiento
(días) Estabilidad a la cocción (%) Estabilidad a la grasa (%)
Control 1 96.48±0.00A,b 99.59±0.00A,a
Maguey 1 94.80±5.24A,b 99.17±0.35B,a
Control 4 92.13±0.00A,c 99.31±0.01A,abc
Maguey 4 94.71±3.49A,c 99.24±0.19B,abc
Control 7 96.50±0.00A,c 99.51±0.01A,cd
Maguey 7 89.40±4.33A,c 98.81±0.30B,cd
Control 10 95.85±0.00A,ab 99.61±0.01A,a
Maguey 10 96.99±3.19A,ab 99.14±0.03B,a
Control 14 95.03±0.03A,ab 98.83±0.03A,d
Maguey 14 97.89±1.71A,ab 99.33±0.07B,d
Control 17 96.81±0.01A,ab 99.27±0.07A,bc
Maguey 17 97.99±0.09A,ab 99.22±0.09B,bc
Control 21 96.91±0.01A,a 99.41±0.01A,ab
Maguey 21 98.63±0.71A,a 99.32±0.01B,ab
A,B Medias con la misma letra en las misma columna no son significativamente diferentes (p<0.05)
para el tratamiento
a,b,c,d Medias con la misma letra en la misma columna no son significativamente diferentes (p<0.05)
para el tiempo de almacenamiento
Pérdida de grasa
Para el caso de pérdida de grasa (Tabla 9) se observó que hay un efecto altamente
significativo (P< 0.01) entre las muestras en tratamiento (con y sin harina de penca
Evaluación de la harina de penca de maguey como fuente de carbono sobre de bacterias ácido lácticas termotolerantes y su efecto en un batido cárnico
62
de maguey), para el tiempo de almacenamiento si hay diferencia significativa (P>
0.0006), la incorporación de harina no tiene un capacidad de retención de aceite.
Tabla 9. Pérdida de grasa de los batidos cárnicos control y harina de penca de maguey
Tratamiento Tiempo de almacenamiento
(días) Pérdida de grasa (%)
Control 1 18.49±0.91B,bc
Maguey 1 27.81±2.62A,bc
Control 4 18.12±1.08B,bc
Maguey 4 27.97±6.62A,bc
Control 7 20.92±1.40B,c
Maguey 7 22.53±0.12A,c
Control 10 18.33±0.52B,ab
Maguey 10 29.89±3.74A,ab
Control 14 19.31±0.37B,ab
Maguey 14 28.67±2.14A.ab
Control 17 18.61±0.78B,c
Maguey 17 24.65±3.04A,c
Control 21 23.52±0.61B,a
Maguey 21 28.61±1.32A,a
A,B Medias con la misma letra en las misma columna no son significativamente diferentes (p<0.05)
para el tratamiento
a,b,c Medias con la misma letra en la misma columna no son significativamente diferentes (p<0.05) para
el tiempo de almacenamiento
Determinación de rancidez oxidativa (TBARS)
La rancidez oxidativa mide la oxidación de lípidos, la figura 3 nos indica que el batido
control presenta oxidación de lípidos, ya que no contiene un efecto protector contra la
oxidación, lo que nos indica que la harina de penca de maguey tiene el efecto
protector y disminuye la oxidación, como se puede observar, el comportamiento va
Evaluación de la harina de penca de maguey como fuente de carbono sobre de bacterias ácido lácticas termotolerantes y su efecto en un batido cárnico
63
disminuyendo hasta mantenerse constante lo que nos indica que es un buen
antioxidante con respecto al tiempo. Estadísticamente en la tabla 10, se presentan
los miligramos de malonaldehido, tanto para las muestras en tratamiento, así como el
tiempo de almacenamiento se tiene un efecto altamente significativo (P <0.01).
Aleson-Carbonell y col (2004), menciona que la incorporación de albedo de limón así
como el aumento de la concentración proporciona un efecto protector contra el
proceso de oxidación.
Figura 3. Rancidez oxidativa de los batidos cárnicos de los batidos cárnicos con harina de penca de maguey y control.
Tabla 10. mg de malonaldehido gastados en los batidos cárnicos control y harina de penca de maguey
Tratamiento Tiempo de almacenamiento
(días) mg de Malonaldehido
Control 1 0.04±0.00A,a
Maguey 1 0.04±0.01B,a
Evaluación de la harina de penca de maguey como fuente de carbono sobre de bacterias ácido lácticas termotolerantes y su efecto en un batido cárnico
64
Control 4 0.05±0.00A,b
Maguey 4 0.02±0.00B,b
Control 7 0.05±0.00A,b
Maguey 7 0.01±0.00B,b
Control 10 0.03±0.00A,c
Maguey 10 0.01±0.00B,c
Control 14 0.03±0.00A,dc
Maguey 14 0.01±0.00B,dc
Control 17 0.03±0.00A,d
Maguey 17 0.01±0.00B,d
Control 21 0.03±0.00A,d
Maguey 21 0.00±0.00B,d
A,B Medias con la misma letra en las misma columna no son significativamente diferentes (p<0.05)
para el tratamiento
a,b,c,d Medias con la misma letra en la misma columna no son significativamente diferentes (p<0.05)
para el tiempo de almacenamiento
Segunda parte
Curva de crecimiento y comportamiento de pH
En la figura 4 se presentan las curvas de crecimiento de Pediococcus pentosaceus
(UAM-22) en medio con extracto de levadura, peptona de caseína, a diferentes
concentraciones de harina de penca de maguey como fuente de carbono donde se
observa una mejor adaptación de este microorganismo en la penca de maguey con
respecto a la glucosa en las dos diferentes concentraciones a la cual se sometieron,
observándose valores de crecimiento de 7.4 y 7.3 (log UFC/mL) respectivamente, y
por debajo de esto la glucosa con 6.5 (log UFC/mL); la fase exponencial inicia en la
primera hora del fermentación, la fase estacionaria inicia en el caso de la glucosa a
partir de la cuarta hora y para harina de penca de maguey en la hora sexta de
Evaluación de la harina de penca de maguey como fuente de carbono sobre de bacterias ácido lácticas termotolerantes y su efecto en un batido cárnico
65
fermentación. Díaz-Vela (2010) realizó un estudio igualmente con Pediococcus
pentosaceus (UAM 22) con inulina de agave a tres diferentes concentraciones,
observando una fase exponencial a partir de la segunda hora del experimento hasta
la séptima hora donde inicia la fase estacionaria, con niveles 1.0 y 1.5% de inulina de
agave, presentando una ligera disminución en el crecimiento a partir de las 10 horas
de fermentación, a pesar de esto, en la concentración de 1.0% se observa una
cuenta viable (7.9 log UFC/mL) elevada con respecto a la control. Al comparar este
estudio, se tiene un efecto similar, usando la harina de penca de maguey en la
concentración de 1.0% se obtiene un crecimiento mayor al control, igualmente ocurre
con una concentración de 0.5%.
Figura 4. Cinética de crecimiento para Pediococcus pentosaceus (UAM-22) con harina de penca de maguey y glucosa
Evaluación de la harina de penca de maguey como fuente de carbono sobre de bacterias ácido lácticas termotolerantes y su efecto en un batido cárnico
66
En la figura 5, se muestra el comportamiento del pH, como se puede observar
inicialmente el pH de la harina de penca de maguey es más ácido que la glucosa,
pero el descenso es más lento y para las cuatro últimas horas se mantiene
constante, lo que no ocurre con glucosa, ya que este desciende rápidamente durante
8 horas, posterior a esas horas se mantiene constante. El pH con inulina de agave
(Díaz-Vela, 2010) presento un descenso en las tres diferentes concentraciones
manejadas, obteniendo valores bajos cercanos a pH 4 con respecto al control. La
disminución de pH se debe a la generación de ácidos orgánicos producto de la
fermentación.
Figura 5. Comportamiento del pH para Pediococcus pentosaceus (UAM-22) con harina de penca de maguey y glucosa
En la figura 6 se presenta las curvas de crecimiento de Lactobacillus rhamnosus en
medio con extracto de levadura, peptona de caseína a diferentes concentraciones de
Evaluación de la harina de penca de maguey como fuente de carbono sobre de bacterias ácido lácticas termotolerantes y su efecto en un batido cárnico
67
harina de penca de maguey como fuente de carbono donde se observa una mejor
adaptación de este microorganismo en la glucosa con respecto a la penca de
maguey, aunque esta última presenta para el final de la fermentación aumenta las
UFC/mL observándose valores de crecimiento de 5.8 y 6.1 (log UFC/mL),
respectivamente y en tanto que glucosa presenta valores de crecimiento de 5.4 (log
UFC/mL) para ambos casos, la fase exponencial inicia en la primera hora de la
fermentación para ambos casos, la fase estacionaria inicia en el caso de glucosa a
partir de las sexta hora y para harina de penca de maguey en la hora séptima de la
fermentación.
Figura 6. Cinética de crecimiento para Lactobacillus rhamnosus con harina de penca de maguey
En la figura 7, se muestra el comportamiento del pH, como se puede observar
inicialmente el pH de la harina de penca de maguey es más ácido y esté presente un
Evaluación de la harina de penca de maguey como fuente de carbono sobre de bacterias ácido lácticas termotolerantes y su efecto en un batido cárnico
68
comportamiento constante durante el tiempo de fermentación en ambos
concentraciones de harina de penca de maguey, la glucosa presenta un descenso,
para la séptima hora de muestreo esta se mantiene constante.
Figura 7. Comportamiento del pH para Lactobacillus rhamnosus con harina de penca de maguey
Durante la fermentación se observan valores de cuenta viable con harina de penca
de maguey al 1.0% al utilizar P. pentosaceus (UAM-22), esto no ocurrió con L.
rhamnosus al presentar diferencias de crecimiento muy marcadas, ya que la cuenta
viable de L. rhamnosus está por debajo de 6.5 log UFC/mL y oscila con respecto al
control.
Con el pH ocurre lo mismo, se observa una diferencia, ya que con P. pentosaceus
(UAM-22), este disminuye tanto con la harina de penca de maguey al 0.5% y 1.0%
Evaluación de la harina de penca de maguey como fuente de carbono sobre de bacterias ácido lácticas termotolerantes y su efecto en un batido cárnico
69
como con el control. Con L. rhamnosus no se observa lo mismo este se mantiene
constante, lo que indica que P. pentosaceus (UAM-22) es capaz de aprovechar la
harina de penca de maguey como fuente carbono produciendo ácidos orgánicos.
Tasa específica de crecimiento y tiempo de duplicación estimados
La capacidad de adaptación al medio de cultivo por parte de Pediococcus
pentosaceus (UAM-22) y Lactobacillus rhamnosus se ve reflejada obteniendo
algunos parámetros como la tasa especifica de crecimiento (k) y el tiempo de
duplicación (g). La tabla 11 muestra los parámetros antes mencionados, donde se
observa que hay diferencia significativa entre cepas (P <0.01), fuente de carbono (P
< 0.01) y concentración de harina (P<0.01), de la cual la harina de penca de maguey
al 1% con P. pentosaceus (UAM-22) tiene una mayor tasa de crecimiento que el
resto de los tratamientos. También como se puede observar el tiempo de duplicación
es inversamente proporcional a la tasa de crecimiento, esto es a mayor tasa de
crecimiento menor es el tiempo de duplicación. Lo que no ocurre con L. rhamnosus
ya que su tasa especifica de crecimiento es mucho mayor en glucosa que con la
harina de penca de maguey y por consecuencia el tiempo de duplicación es más
elevado.
Evaluación de la harina de penca de maguey como fuente de carbono sobre de bacterias ácido lácticas termotolerantes y su efecto en un batido cárnico
70
Tabla 11. Tasa específica de crecimiento y tiempo
de duplicación de Pediococcus
pentosaceus (UAM-22) y
Lactobacillus rhamnosus
Evaluación de la harina de penca de maguey como fuente de carbono sobre de bacterias ácido lácticas termotolerantes y su efecto en un batido cárnico
71
Actividad prebiótica
Carbohidratos prebióticos, se metabolizan sólo por los microorganismos
seleccionados del tracto gastrointestinal. En consecuencia, estos azúcares tienen la
capacidad de influir en la población del tracto gastrointestinal debido a su utilización
selectiva. Los organismos que fermentan rápidamente azúcares prebióticos se
enriquecen, presumiblemente a expensas de la los que no lo hacen. La eficacia de
un prebiótico depende por consiguiente, de su capacidad para ser selectivamente
fermentada por y para apoyar el crecimiento de determinados microorganismos
(Huebner y col, 2007).
Los resultados de la actividad prebiótica reportados en este estudio reflejan el grado
en que un carbohidrato dado promovería crecimiento selectivo de organismos
específicos en la presencia de competidores incapaces de utilizar los hidratos de
carbono en particular. Por lo tanto, estos resultados proporcionan una forma
relativamente rápida para evaluar la capacidad de un prebiótico para ser utilizada por
cepas especificas de bacterias, así como también, una base racional para la
identificación de simbióticos para su incorporación en los productos lácteos y otros
alimentos (Chow, 2002; Fooks y Gibson, 2002; Rastall y Maitin, 2002).
Como se muestra en la tabla 12 Lactobacillus rhamnosus muestra una alta actividad
prebiótica positiva en la concentración de 1.0%, aunque no descartamos Pedicoccus
pentosaceus (UAM-22) al 1.0%. Una actividad prebiotica positiva nos indica que el
carbohidrato proporcionado a las bacterias acido lácticas termotolerantes son
capaces de asimilarlo y proporcionar un crecimiento. Por lo tanto estos resultados
Evaluación de la harina de penca de maguey como fuente de carbono sobre de bacterias ácido lácticas termotolerantes y su efecto en un batido cárnico
72
proporcionan una base para la identificación de simbióticos para su incorporación en
productos lácteos y otros alimentos (Huebner y col., 2007).
Tabla 12. Actividad prebiótica de Pediococcus pentosaceus (UAM-22) y Lactobacillus rhamnosus
Tratamiento % PAS
P. pentosaceus UAM-22
1 0.8482
0.5 -1.3035
L. rhamnosus 1 1.0804
0.5 -0.0217
Evaluación de la harina de penca de maguey como fuente de carbono sobre de bacterias ácido lácticas termotolerantes y su efecto en un batido cárnico
73
CONCLUSIONES
La harina de penca de maguey tiene un alto contenido de fibra y cenizas, al
presentar un alto contenido de fibra esta puede introducirse en productos
alimenticios, mejorando así algunas propiedades funcionales en los batidos cárnicos.
La harina de penca de maguey es una fuente de carbono de bacterias ácido lácticas
y podría ser considerada como un prebiótico potencial para ser utilizada en productos
cárnicos cocidos al no afectar de manera negativa los parámetros fisicoquímicos de
estos productos.
La utilización de subproductos agroindustriales ya sea como un posible prebiótico, o
fuente de fibra en productos cárnicos cocidos podría ser de gran beneficio en la
industria cárnica de nuestro país.
Evaluación de la harina de penca de maguey como fuente de carbono sobre de bacterias ácido lácticas termotolerantes y su efecto en un batido cárnico
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